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Archivio digitale delle tesi discusse presso l’Università di Pisa

Tesi etd-04072020-171707


Tipo di tesi
Tesi di laurea magistrale
Autore
SGAMMA, MICHELE
URN
etd-04072020-171707
Titolo
Modello dinamico di una catena di trasmissione finale di una moto
Dipartimento
INGEGNERIA CIVILE E INDUSTRIALE
Corso di studi
INGEGNERIA DEI VEICOLI
Relatori
relatore Prof. Frendo, Francesco
correlatore Ing. Bucchi, Francesco
tutor Ing. Amorosa, Marco
Parole chiave
  • Chain
  • Transmission
  • Dynamic
  • Multibody
  • Catena
  • Trasmissione
  • Moto
  • Motorbike
Data inizio appello
27/04/2020
Consultabilità
Non consultabile
Data di rilascio
27/04/2090
Riassunto
[IT]
L'oggetto della presente tesi è lo sviluppo, la validazione e l'analisi di un modello del sistema di trasmissione a catena di una moto che tenga conto degli effetti dinamici del sistema stesso.
Il modello sviluppato, sebbene sia tridimensionale, è realizzato interamente su un piano e pertanto presenta delle notevoli semplificazioni in termini di tempo di calcolo. Le ruote dentate sono modellate come corpi rigidi, per i quali si è prestata particolare attenzione alla modellazione del profilo dei denti. La catena è costituita da una serie di corpi rigidi, i link, connessi tra loro con delle boccole elastiche opportunamente modellate, specialmente per quanto riguarda i parametri di rigidezza longitudinale della catena e di resistenza allo svolgimento. Particolare attenzione è stata prestata anche alla modellazione del contatto tra i denti delle ruote e i rulli della catena, nel tentativo di stabilizzare la simulazione senza però rinunciare alla valutazione degli effetti degli urti sul sistema.
Alla procedura di modellazione è seguita la validazione del modello in modo da garantire l’attendibilità dei risultati. I dati ottenuti da una serie di prove sperimentali di efficienza eseguite su un modello fisico di trasmissione a catena sono stati confrontati con i risultati di numerose simulazioni condotte, sul modello multibody, riproducendo le medesime condizioni delle prove sperimentali. I risultati di tale confronto hanno confermato la validità del sistema dinamico costruito, che è stato quindi utilizzato per effettuare ulteriori prove e considerazioni riguardo l’efficienza del sistema catena.
Una volta validato, il modello è stato utilizzato per valutare l’affidabilità di alcuni modelli analitici semplificati di sistemi a catena. In primo luogo si è valutato il grado di approssimazione del modello più semplice possibile, che prevede un solo ramo in tensione e concentra le perdite interamente sulla corona, la cui coppia in uscita viene opportunamente decurtata. Dopo aver valutato anche la presenza di effetti di tipo centrifugo sulla tensione della catena, è stato proposto un secondo modello semplificato, basato su formule semiempiriche ricavate dai dati della simulazione multibody, che prevede la presenza di un’ulteriore tensione sul ramo lasco di catena e consente di modellare più precisamente la distribuzione delle perdite nel sistema.

[EN]
Scope of this thesis is the development of a new dynamic model for a roller chain transmission of a motorbike, together with its validation and analysis.
Bodies of the model are tridimensional, but they are placed on a single plane, so that the model is simpler to simulate. Sprockets are modeled as rigid bodies, and the real shape of the teeth has been taken in count. Chain is made of a series of links, modeled as small rigid bodies linked by elastic bushings, whose longitudinal stiffness and rotational damping have been accurately modeled. Particular attention was also paid to the modeling of the contact between the sprockets' teeth and the rollers, in order to evaluate the effects of impacts without excessively increasing the simulation time.
Model has then been validated to grant results reliability. Data obtained from experimental efficiency tests have been compared to many results of simulations made on the dynamic model. This comparison confirmed the reliability of the model, that was therefore used to make further considerations about the efficiency of the chain system.
After the validation, a comparison of the results from the multibody model and from simple analytical models of chain transmission have been made. Firstly, the accuracy of the simplest model, with only the tight span, have been tested; in this model, all losses are concentrated on the driven sprocket and the output torque is consequently reduced. After observing centrifugal effects on span tension, a second simplified model has been proposed, based on semiempirical formulas from multibody simulations data. This model introduces a tension on the slack span and provides a better modeling of losses distribution in the whole system.
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