Mit Kurvengetrieben lassen sich fast alle Bewegungsaufgaben zur Steuerung von Prozessen mit einer minimalen Anzahl an Getriebegliedern realisieren.
Das Verwenden standardisierter Bewegungsgesetze bietet bei der Entwicklung neuer Kurvengetriebe die Grundlage für systematische Konstruktionsverfahren.
AutoCAD Mechanical-Toolset erstellt Kurvenkörper (Kurvenscheiben und Zylinderkurven) anhand zeichnerisch festgelegter Abschnitte in einem Bewegungsdiagramm. Zur Erzeugung der Bewegungsabschnitte verwendet AutoCAD Mechanical das Polynom. Grades, das Bewegungsgesetz mit dem umfassendsten Anwendungsbereich. Da die Berechnung der Bewegungsabschnitte nur bei Kenntnis der Randbedingungen zu den angrenzenden Bewegungsabschnitten möglich ist, ist es erforderlich, diese Randbedingungen zu definieren. Zu einem vorhandenen Abschnitt des Bewegungsdiagramms kann der Geschwindigkeits- und Beschleunigungsverlauf berechnet werden. Der Kurvenscheibenpfad lässt sich anhand der berechneten Kurvenabschnitte ermitteln. Es kann auch eine bestehende Bahnkurve abgetastet und in das Bewegungsdiagramm übernommen werden.
Die verwendeten Bewegungsgesetze mit Ihren Grundlagen sind ähnlich der Norm VDI 2143. Die Bewegungsabschnitte werden durch die Bewegung festgelegt (Verweilzeit, konstante Geschwindigkeit und Rückwärtsbewegung). Die Kunst bei der Kurvenscheibenkonstruktion liegt darin, diese Bewegungsabschnitte stoß- und ruckfrei zu verbinden:
Damit wird verständlich, warum neben der eigentlichen Bahnkurve auch Geschwindigkeits- und Beschleunigungsverlauf notwendig sind. Anhand dieser Kurven können Sie feststellen, ob die erstellte Bahnkurve stoß- und ruckfrei ist.
Es gibt verschiedene Bewegungsgesetze, wie z. B. die mathematischen Formeln für den Verlauf der Bewegungsabschnitte. In der verwendeten Richtlinie, die ähnlich der VDI-Richtlinie ist, werden verschiedene Bewegungsgesetze wie z. B. eine Parabel, eine einfache Sinuskurve, eine modifizierte Sinuskurve, ein Polynom 5. Grades und andere untersucht und verglichen. In einer der Tabelle 3 von VDI 2143, Seite 2, ähnlichen Tabelle werden die Ergebnisse und Empfehlungen angezeigt. Das Polynom 5. Grades ist das Bewegungsgesetz mit dem umfassendsten Anwendungsbereich. (In 16 Fällen liegt es 10 Mal auf Platz 1 und ist in keinem Fall ungeeignet). Aus diesem Grund wurde dieses Bewegungsgesetz verwendet.
Zur Berechnung der Bewegungsabschnitte müssen die Bedingungen der angrenzenden Bewegungsabschnitte bekannt sein. Aus diesen Gründen müssen Sie diese Bedingungen festlegen.
Der Geschwindigkeitsverlauf f' stellt die Veränderung der Bahnkurvensteigung dar. f' darf keine Sprünge haben. Das heißt, wir müssen die Randbedingungen der angrenzenden f'-Kurven übernehmen. Das geschieht entweder durch nominelle Vorgabe oder durch grafisches Abtasten der angrenzenden f'-Werte aus der Zeichnung. Ein Æ-Durchgang bedeutet, dass sich die Bewegungsrichtung umkehrt. Ist f'="0" und horizontal, ergibt sich ein Stillstand der Kurvenrolle. Die f'-Kurve stellt das erforderliche Antriebsmoment dar.
Der Beschleunigungsverlauf f" sollte ebenfalls keine Sprünge haben. Für die Auslegung gilt das gleiche wie für die Geschwindigkeit. Die f"-Kurve stellt die Massenkräfte dar.
Beide Kurven sollten möglichst flach verlaufen, um die Getriebe nur mäßiger Belastung auszusetzen. Der Verlauf der Kurven lässt sich durch die Randbedingungen und die Angleichungspunkte beeinflussen.