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Design di una sospensione posteriore per una moto

cad sospensione posteriore

Un motociclo che percorre un terreno irregolare incontra difficoltà di guida se non disponesse di una sospensione posteriore. Le sospensioni infatti consentono di assorbire le asperità del terreno e di garantire una maggiore aderenza al piano stradale. Le sospensioni assolvono le seguenti funzioni:

  • consentire alle ruote di seguire il profilo della strada senza trasmettere vibrazioni eccessive al pilota;
  • assicurare l’aderenza delle ruote al piano stradale al fine di trasmettere le forze di trazione e di frenata richieste;
  • assicurare l’assetto desiderato del veicolo nelle varie condizioni di utilizzo.

schema sospensione posteriore

Il seguente lavoro riguarda la progettazione cinematica di una sospensione posteriore di un motociclo basata sul brevetto U.S. Patent 4,440,413. La sospensione in questione sfrutta un meccanismo a quadrilatero articolato che abbina alla semplicità costruttiva ottime prestazioni. L’introduzione di un meccanismo nella sospensione posteriore permette di ottenere le curve di rigidezza desiderate. In particolare consente di ottenere una rigidezza crescente all’aumentare dell’escursione della ruota.

cad2 sospensione posteriore

Collegando l’elemento elastico alle due aste del quadrilatero e imponendo che un’asta si muova di più dell’altra, la molla si comprimerà di più all’aumentare dell’escursione della ruota. Un funzionamento di questo tipo è in grado di garantire un buon comfort di guida quando il motociclo incontra piccole asperità. Quando invece si è in presenza di grandi asperità si avrà una maggiore escursione della ruota. La sospensione sarà più rigida a causa della compressione maggiore che subisce. L’uso di una sospensione a quadrilatero di questo tipo consente di ottenere un vantaggio meccanico che cresce con l’escursione della ruota.

La prima fase della progettazione cinematica ha riguardato la scelta della curva che mette in relazione l’escursione della ruota con la compressione dell’elemento elastico. Di seguito i dati riportati nel manuale di officina di una Ducati 749s:

  • escursione massima della ruota pari a 0.128 m;
  • compressione massima della molla pari a 0.060 m.

curva sospensione posteriore

Simulazione della sospensione posteriore

La sintesi cinematica è stata eseguita con un programma in Matlab utilizzando il concetto di polare, circonferenza dei flessi, teorema di Aronhold-Kennedy, equazione di Euler-Savary e centro di istantanea rotazione.

È stato infine realizzato un modello CAD tridimensionale della sospensione posteriore, mediante il software Solidworks. Il simulatore ha fornito gli stessi risultati in termini di spostamento. Il telaio della moto è stato realizzato in maniera approssimata per rendere l’idea di come la sospensione verrà integrata nel motociclo.

Clicca qui sotto per scaricare la relazione completa del progetto.

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