Modello dinamico di una catena di trasmissione finale di una moto
Nell’ambito della progettazione motociclistica, la catena rappresenta un componente cruciale del sistema di trasmissione per la stima dei carichi trasmessi alla sospensione e per la determinazione dell’efficienza complessiva della trasmissione stessa. Tuttavia, il comportamento dinamico di una trasmissione a catena è molto complesso a causa dei fenomeni coinvolti, come gli effetti centrifughi, gli urti tra i rulli della catena e i denti dei rocchetti e il cosiddetto "effetto poligonale", causato dalla natura discreta della catena.
Questo progetto, dunque, nasce dall’esigenza di studiare e comprendere più approfonditamente il comportamento del sistema catena e prevede la creazione di un modello multibody in grado di prevedere l’efficienza del sistema.
Il modello è stato costruito utilizzando la suite ADAMS/Machinery, integrata in ADAMS/view e rilasciata da MSC Software Corporation, che ha consentito, con la creazione guidata tramite wizard, di produrre in breve tempo un modello completo del sistema catena, inserendo automaticamente il numero molto elevato di corpi che costituiscono la catena e avvolgendoli automaticamente intorno al set di rocchetti.
La modellazione dei rocchetti è stata effettuata con la modalità Parameters, in modo da tener conto del profilo dei denti delle ruote reali, mentre la modellazione lineare dei contatti tra i diversi link di catena ha permesso di esprimere in maniera accurata e semplice i parametri di rigidezza, smorzamento e resistenza allo svolgimento della catena.
Ulteriori parametri, come quelli di contatto e di attrito, sono stato poi inseriti e la loro influenza è stata testata attraverso un certo numero di simulazioni che hanno permesso di scegliere i valori dei parametri più indicati a rispondere alla doppia esigenza di descrivere correttamente i fenomeni e stabilizzare il modello permettendo un elevato numero di simulazioni in tempi contenuti.
Il risultato della fase di modellazione è quindi un modello parametrico e facilmente editabile, che permette di effettuare simulazioni sufficientemente veloci (tempi di calcolo dell'ordine dei 2 minuti per 1 secondo di tempo simulato per simulazioni a velocità costante), fornendo risultati stabili ed affidabili.
Ulteriori simulazioni a velocità costante sono state infine condotte per valutare l’efficienza del sistema in varie condizioni di funzionamento. L’efficienza è stata calcolata misurando la coppia e la velocità in uscita dalla corona e dividendole per la potenza fornita in input al pignone.
I valori, ottenuti mediando il valore dell’efficienza istantanea a regime, hanno mostrato una buona corrispondenza con alcuni dati sperimentali precedentemente ottenuti, confermando così l’affidabilità del modello nel prevedere il comportamento e l’efficienza del sistema catena in ogni condizione di funzionamento.
Autore: Michele Sgamma