Riassunto analitico
Tra la varietà di meccanismi di trasmissione presenti sul mercato, le catene a rulli sono la scelta preferita per sviluppare la trasmissione finale per applicazioni motociclistiche. A causa dell’elevata complessità del sistema in esame, i modelli analitici non sono sufficienti per caratterizzare completamente la sua dinamica. Pertanto, negli ultimi anni, lo sforzo è stato spostato verso lo sviluppo di modelli multi-body per garantire risultati più affidabili. In questo lavoro di tesi, sono descritti i passaggi seguiti per creare un modello multi-body di trasmissione a catena e un’analisi specifica sugli aspetti critici identificati nelle acquisizioni reali. La prima parte è focalizzata sulla descrizione del modello insieme alle scelte di modellazione adottata. Si basa su lavori di tesi precedenti; tuttavia, è stato migliorato per fornire libertà nella modellazione del profilo dei denti delle ruote dentate. Successivamente, viene descritta la fase di validazione in cui i risultati del modello sono confrontati con i dati sperimentali forniti dal produttore della catena. In particolare, viene confrontata la mappa di efficienza ottenuta dal produttore e quella ricavata dal modello, nelle stesse condizioni di coppia motrice e velocità rotazionale delle ruote dentate. Una volta completata la fase di validazione, viene analizzato il fenomeno del salto dente, partendo dalla definizione di una condizione standard in cui potrebbe verificarsi. Sono studiate le sue principali cause e in particolare l’effetto dell’interasse tra i centri delle ruote dentate. Successivamente, viene simulato un nuovo profilo dei denti per la ruota dentata condotta per confrontarne l’effetto sull’occorrenza del fenomeno di salto dente. In seguito, è stato eseguito un test sperimentale comparativo tra i due profili delle ruote dentate ed ha evidenziato una differenza di efficienza tra di loro. Pertanto, il test è stato ricreato in ambiente multi-body per indagare questa variazione. L’analisi si concentra sull’ingranamento tra i rullini e la ruota dentata condotta e sulle dissipazioni energetiche del sistema a catena.
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Abstract
Through the variety of power transmission mechanism on the market, roller chains are the preferred choice for developing the final drive for motorcycle application. Due to the high complexity of the system in exam, analytical models are not feasible to completely characterize its dynamics. Therefore, in the last years, the effort has been moved towards the developing of multi-body models to guarantee more reliable results. On this thesis work, it is described the steps followed to create a chain-drive multi-body model and specific analysis on critical aspects identified in real acquisitions. The first part is focused on the description of the model together with the modelling choices taken. It is based on previous thesis works; however, it is upgraded to provide freedom on the modelling of the sprocket tooth profile. Then, it is described the validation phase where model results are compared with experimental data provided by the chain producer. Specifically, it is compared the efficiency map obtained by the producer and the one retrieved from the model, in the same condition of drive torque and sprockets’ rotational speed. Once the validation phase is completed, it is analysed the tooth jumping phenomenon, starting by defining a standard condition where it could occur. It is studied its main causes and specifically the effect of the sprocket centre distance. Then, a new tooth profile for the driven sprocket is simulated to compare its effect on the occurrence of the tooth jumping phenomenon. Subsequently, comparative experimental test has been executed between the two sprockets’ profiles and they evidenced a difference in efficiency between them. Therefore, it is recreated the test in multi-body environment to investigate this variation. The analysis is focussed on the meshing between rollers and driven sprocket and on the energetic dissipations of the chain system.
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