Diseño de un modelo computacional de transmisión de bicicleta evaluando la potencia entregada por platos no circulares

Abstract

En la actualidad, las innovaciones en el ciclismo han llevado a los usuarios tanto profesionales como amateur a probar nuevas modificaciones en cuanto la geometría de los platos que utilizan para mejorar su rendimiento, de esto surgieron los platos no circulares. Ahora bien, hoy en día aún no se llega a un consenso en cuanto a la efectividad o no de estos platos, y en medio de este debate lo que se busca en este proyecto es realizar un modelo de transmisión de bicicleta por medio de herramientas computacionales que permita obtener comportamientos semejantes a la realidad, con el valor agregado de poder evaluar diferentes geometrías de plato logrando posibles resultados que aporten a su desarrollo y estudio. Este trabajo se estructuró bajo un proceso de planeación en cuanto a las herramientas a usar, desarrollo de modelos, comparación con otros modelos y análisis de los resultados teniendo en cuenta el comportamiento de velocidades angulares y ventaja mecánica como indicador. Tras realizar una valoración, se concluyó que para este proyecto la herramienta que mejor se ajustaba a las necesidades y limitaciones era Autodesk Inventor Professional. En los resultados, se evidenció una aproximación moderada frente a un comportamiento esperado en la realidad, con variaciones de velocidad angular durante un ciclo de pedaleo, lo cual caracteriza a los platos no circulares. Tras realizar el procesamiento de datos, también se obtuvo resultados similares frente a modelos físicos que ya se han elaborado anteriormente en la Universidad de los Andes, que a su vez corrobora el propósito de poder correr simulaciones añadiendo diferentes tipos de geometría.

Nowadays, innovations in cycling have led professional and amateur users to try new modifications in terms of the geometry of the chainrings they use to improve their performance, from this non-circular chainrings emerged. Today, there is still no consensus as to the effectiveness or not of these chainrings, and in the midst of this debate what is being sought in this project is to make a bicycle transmission model using computational tools that allow obtaining behaviors similar to reality, with the added value of being able to evaluate different plate geometries and allow obtaining approaches and/or possible results that contribute to the development of these. This work was structured under a planning process regarding the tools to be used, development of preliminary models, comparison with other models and analysis of the results, always considering the behavior of angular speeds and mechanical advantage as an indicator. For this project the tool that best adjusted to the needs and limitations was Autodesk Inventor Professional. From the results, a moderate approximation could be evidenced compared to an expected behavior in reality, with a variation trend in the angular velocity in one pedaling cycle, variation that characterizes these non-circular plates. After processing the data, it was possible to obtain similar results to physical models that have already been developed previously at Universidad de los Andes, which also corroborates the purpose of being able to run simulations by adding different types of geometry.