1
DISEÑO DE UNA BICICLETA
DE MONTAÑA
Dirigido por:
Dr. D. José Ramón de Andrés Díaz
Realizado por: D. Javier López Martínez – jlopezmtnez@hotmail.com
UNIVERSIDAD DE MÁLAGA
E.T.S.I. INDUSTRIALES
PROYECTO FIN DE CARRERA
Málaga, Noviembre de 2005
3
Diseño de una bicicleta de montaña
20 kg
10 kg
CUADRO
COMPONENTES
DISCIPLINAS:
Rally
Descenso
Freeride
All-mountain
INTRODUCCIÓN Y OBJETIVOS
LA BICICLETA DE MONTAÑA
California
Años ´80
Charlie Kelly & Gary Fisher
RÁPIDO CRECIMIENTO
CONTINUAS INNOVACIONES
SE AMPLÍA SU CAMPO DE ACCIÓN
DISEÑO
Diseño de una bicicleta de montaña
Estabilidad y maniobrabilidad
Peso reducido
Soportar los esfuerzos
Rigidez apropiada
Máxima transmisión del esfuerzo de
pedaleo
Absorción de vibraciones
Durabilidad, resistencia a los factores
atmosféricos
Coste similar a otros cuadros de las
mismas características
4
OBJETIVOS DE DISEÑO:
LA BICICLETA DE MONTAÑA PARA RALLY
Ascensos pronunciados
Rápidos descensos
Llanos
Pequeños saltos
Zonas reviradas con obstáculos
El diseño se realizará para
personas de entre 170 y
175 cm de altura
CARACTERÍSTICAS DEL RALLY:
INTRODUCCIÓN Y OBJETIVOS
5
Diseño de una bicicleta de montaña
INTRODUCCIÓN Y OBJETIVOS
PARTES DE UNA BICICLETA
Transmisión
Frenos Ruedas Dirección Sillín Cuadro
El cuadro
Componentes:
Ruedas
Dirección
Transmisión
Frenos
Sillín
6
Diseño de una bicicleta de montaña
INTRODUCCIÓN Y OBJETIVOS
CUADRO CON SUSPENSIÓN
Mejor comportamiento en descensos
sobre terrenos irregulares
Mayor perdida de energía del pedaleo
CUADRO RÍGIDO
Más ligero: 1,5 kg menos.
Más económico.
Aunque es creciente el uso de cuadros con suspensión siguen siendo
más utilizados los cuadros rígidos.
OPTAMOS POR EL CUADRO RÍGIDO
7
Diseño de una bicicleta de montaña
MATERIAL DEL CUADRO
ÍNDICE
1.- INTRODUCCIÓN Y OBJETIVOS
2.- MATERIAL DEL CUADRO
3.- GEOMETRÍA
4.- MODELADO 3D
5.- ENSAYOS DE FATIGA E IMPACTO
6.- REDISEÑO DEL CUADRO
7.- PRESUPUESTO
8
Diseño de una bicicleta de montaña
MATERIAL DEL CUADRO
MATERIAL DEL CUADRO
AÑOS ´80: ACERO (100%)
CARACTERÍSTICAS MECÁNICAS:
Densidad
Módulo de elasticidad
Límite de rotura
Límite de fluencia
Límite de fatiga
Elongación
Tenacidad
EN LA ACTUALIDAD:
Aceros
Aleaciones de aluminio
Aleaciones de titanio
Aleaciones de magnesio
Fibras de carbono
DISEÑO
ALUMINIO
90 %
9
Diseño de una bicicleta de montaña
MATERIAL DEL CUADRO
PROPIEDADES DE LOS MATERIALES
RESISTENCIA Y COMPORTAMIENTO A FATIGA
EXTRUSIONABILIDAD
SOLDABILIDAD
RESISTENCIA A LOS FACTORES ATMOSFÉRICOS
AMORTIGUACIÓN DE VIBRACIONES
RESISTENCIA AL IMPACTO Y A LA ABRASIÓN
COSTE DEL MATERIAL
PESO
COSTE DE FABRICACIÓN
10
Diseño de una bicicleta de montaña
MATERIAL DEL CUADRO
MATERIAL
DISEÑO
PESO DEL CUADRO
TAMAÑO Y
ESPESOR DEL
TUBO
PESO
11
Diseño de una bicicleta de montaña
MATERIAL DEL CUADRO
COSTE DE FABRICACIÓN DEL CUADRO
Coste de un cuadro de 1.5 kg
MAGNESIO
CARBONO
TITANIO
ALUMINIO
ACERO
12
Diseño de una bicicleta de montaña
MATERIAL DEL CUADRO
ALUMINIO
RELACIÓN PESO – PRECIO
MEJOR RELACIÓN PESO – PRECIO
CALIDAD – PRECIO
MENOR PRECIO
MENOR PESO
ACERO
CARBONO
ELEGIMOS LAS ALEACIONES DE ALUMINO
13
Diseño de una bicicleta de montaña
MATERIAL DEL CUADRO
ALUMINIO SCANDIUM
ALEACIÓN MODERNA, 7075-T6 + Sc
CARACTERÍSTICAS MECÁNICAS SUPERIORES (NO NORMALIZADA)
ALUMINIO 6061 – T6
ALUMINIO 7005 – T6
ESTADOS UNIDOS
MEJOR EXTRUSIONABILIDAD
TRATAMIENTO TÉRMICO
EUROPA
MAYOR RESISTENCIA
MADURACIÓN NATURAL
ALUMINIO 7005-T6
14
Diseño de una bicicleta de montaña
GEOMETRÍA
ÍNDICE
1.- INTRODUCCIÓN Y OBJETIVOS
2.- MATERIAL DEL CUADRO
3.- GEOMETRÍA
4.- MODELADO 3D
5.- ENSAYOS DE FATIGA E IMPACTO
6.- REDISEÑO DEL CUADRO
7.- PRESUPUESTO
15
Diseño de una bicicleta de montaña
GEOMETRÍA
GEOMETRÍA DE LA BICICLETA
CUADRO (COMPONENTES)
GEOMETRÍA
CONDUCCIÓN
ESTABILIDAD
MANEJABILIDAD
TRACCIÓN
RENDIMIENTO Y COMODIDAD
16
Diseño de una bicicleta de montaña
GEOMETRÍA
DIMENSIONES FUNDAMENTALES
DISTANCIA SILLÍN-DIRECCIÓN
AVANCE DE LA
HORQUILLA
TRAIL
ÁNGULO DE
SILLÍN
LONGITUD
DE VAINAS
TALLA
ÁNGULO DE
DIRECCIÓN
C
Página siguiente  |