Projeto de cubo de tração para bicicleta

• Autor(a) principal: Dias, Pedro Miguel de Oliveira
• Data de Publicação: 2023
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: eng
• Título da fonte: Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/10773/40323
• topic: Cubo livre; Caixa de velocidades; Roda dentada; Corrente; Bicicleta; Ciclismo; Cassete

O presente trabalho tem como objetivo analisar o desempenho e os benefícios dos cubos de tração para a bicicleta, explorando a sua influência na experiência de pedalada, eficiência energética e desempenho geral. Os cubos são dispositivos mecânicos instalados nas rodas das bicicletas, projetados para otimizar a transferência de potência do ciclista para a roda, resultando numa pedalada mais eficiente e suave. A dissertação inicia-se com uma revisão abrangente dos diferentes tipos de cubos de tração disponíveis do mercado, incluindo os sistemas de engrenagem interna, como tecnologias com sistema ratchet e pawl. Serão discutidas as caraterísticas específicas de cada tipo de cubo, bem como os princípios fundamentais do seu funcionamento. O objetivo desta dissertação é apresentar um cubo de tração diferente dos existentes no mercado atual. Será discutida a importância das bicicletas comunitárias como parte integrante da mobilidade sustentável, destacando seu papel na promoção de deslocamentos ecologicamente corretos. Além disso, será abordada a relevância dos cubos de tração como área de pesquisa e desenvolvimento, considerando sua função essencial na transmissão do movimento dos pedais para a roda traseira. Essa análise contextualiza a necessidade contínua de aprimoramento tecnológico das bicicletas, impulsionando a busca por soluções mais eficientes e sustentáveis para a mobilidade urbana. Com base no conhecimento teórico consolidado, e tendo em consideração as patentes existentes, será proposto um conceito final para o cubo de tração. Neste novo cubo, o efeito de engate será feito por dois ímanes, ao invés de uma mola de pressão. Essa nova abordagem magnética com força de repulsão substitui o rumo tradicional, oferecendo uma conexão mais segura, silenciosa e instantânea dos anéis dentados. Ao longo da dissertação, serão abordados o dimensionamento detalhado dos anéis dentados e a análise das tensões e torção nos dentes coaxiais e horizontais do cubo de tração. Será avaliada também a força magnética total exercida pelos anéis magnéticos quando os dentes horizontais estiverem acoplados, bem como os cálculos de segurança nos rolamentos e análise de carga no veio, de maneira a prever se o veio suporta as variações nas condições de operação e aumentar a durabilidade do cubo. O objetivo é verificar se o veio é capaz de suportar as tensões do cubo de tração e do peso do conjunto ciclista-bicicleta, além de analisar se os rolamentos utilizados são adequados para as velocidades pretendidas em diferentes terrenos. Visando a melhorar ainda mais o cubo de tração projetado e proporcionar uma pedalada mais eficiente, confortável e satisfatória aos ciclistas serão apresentadas sugestões para futuras pesquisas.