Study of a bicycle shaft transmission

Abstract

El següent treball estudia un sistema de transmissió alternatiu per a bicicletes, posant especial atenció en el disseny i la funcionalitat. El mecanisme consisteix en un eix primari que va des de l’eix on es pedala fins la roda del darrera. En aquest eix uns engranatges cònics transmeten la potencia a la roda. El canvi de marxes apareix a la roda del darrera, on hi ha 4 engranatges cònics diferents, allà una sèrie de mecanismes en forma de trinquets ens permeten seleccionar l’engranatge que volem que transmeti la potència. En aquest projecte es dimensionen totes les peces, es determina el material i el mètode de construcció i també totes les peces normalitzades necessàries per a realitzar el muntatge d’aquest mecanisme en una bicicleta. També s’imprimeix una part del mecanisme en una impressora 3D i es comprova que tot funcioni perfectament. Finalment es calculen els esforços generats en l’eix pels engranatges cònics i amb ells es comprova mitjançant càlculs i simulacions que els components estan ben dimensionats i que aguantaran la potència màxima que pot donar un ciclista professional.

El siguiente trabajo estudia un sistema de transmisión alternativo para bicicletas, poniendo especial atención en el diseño y funcionalidad. El mecanismo consiste en un eje primario que va desde el eje donde se pedalea hasta la rueda trasera. En este eje unos engranajes cónicos transmiten la potencia en la rueda. El cambio de marchas aparece en la rueda trasera, donde existen 4 engranajes cónicos diferentes, allí una serie de mecanismos en forma de trinquetes nos permiten seleccionar el engranaje que queremos que transmita la potencia. En este proyecto se dimensionan todas las prendas, se determina el material y el método de construcción y también todas las piezas normalizadas necesarias para realizar el montaje de este mecanismo en una bicicleta. También se imprime una parte del dispositivo en una impresora 3D y se comprueba que todo funcione perfectamente. Por último se calculan los esfuerzos generados en el eje por los engranajes cónicos y con ellos se comprueba mediante cálculos y simulaciones que los componentes están bien dimensionados y que aguantarán la potencia máxima que puede dar un ciclista profesional.

The following project studies an alternative transmission system for bicycles, paying special attention to the design and functionality. The mechanism consists of a primary axle running from the crank to the rear wheel. In this shaft, some bevel gears transmit power to the wheel. The gear change appears on the rear wheel, where there are 4 different bevel gears, and there a series of mechanisms in the form of ratchets allow us to select the gear we want to transmit power. In this project, all the parts have been dimensioned, the material chosen, the construction method determined and also all the standard parts necessary to assemble this mechanism on a bicycle. With a 3D printer a part of the mechanism are printed to make sure that everything works perfectly. Finally, the stresses generated on the shaft by the bevel gears are calculated, and also it is verified by means of calculations and simulations that the components are well dimensioned and that they will withstand the maximum power that a professional cyclist can give.