Diseño y Modelado

8/17/2019 Diseño y Modelado

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INSTITUTO TECNOLOGICO DETAPACHULA

CATEDRATICO: ING. JAIME EDUARDO REYES GALVEZ.

DISEÑO DE INGNIERIA ASISTIDO POR COMPUTADORA.

ING. ELECTROMECANICA

FECHA:01/07/15


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DISEÑO, ANLISIS DINMICO YMODELADO DEL TREN DELANTERO DEUN CAR CROSS.

Algunas piezas del diseño y modelado es

un proyecto aprobado por la universidad

calos III de Madrid. Por archivos de solid

edge.

INTRODUCCI!N


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Un Car Cross forma parte de la familia de los vehículos tipo buggy o areneros.Estos vehículos de chasis ligero y extraordinaria relación potencia/peso tienen unagran capacidad para desenvolverse por terrenos arenosos, de tierra o barro. Por ello suelen ser utiliados en onas costeras, desiertos o terrenos rurales dondepueden circular con mayor libertad y demostrar sus posibilidades frente a caminos,

resaltos o dunas.Por norma general montan el motor sobre el e!e trasero o detr"s de #l, y la

tracción tambi#n es trasera. Est"n pensados principalmente para personas $ue

disfrutan de la conducción y/o el dise%o de este tipo de vehículos. &un$ue tambi#n

pueden ser empleados para traba!ar en el campo o incluso para uso militar en

determinados terrenos.

O"JECTIVO

El siguiente diagrama muestra las partes fundamentales de $ue se compone un

car cross.El ob!etivo de este proyecto se centra en el dise%o y modelado del tren

delantero, y m"s concretamente, de los sistemas de suspensión y dirección.

RESUMEN

'os ob!etivos $ue se marcan para este proyecto son los siguientes(

• )ise%o del tren delantero de un Car Cross de competición, incluyendo(

• *uspensión delantera• *istema de dirección

• &daptación de dicho tren delantero a un chasis dise%ado previamente

• Cumplir los criterios de homologación de la +eal ederación Espa%ola de

&utomovilismo -+E)&

• Puesto $ue las competiciones de Car Cross son carreras realiadas en

tierra, orientar todos los criterios a este tipo de terreno


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• Estudiar el coste de dise%o y fabricación, y estimar la rentabilidad de

producir y poner en venta el vehículo

S#$%&'( )& $*$+&$#-

ener una suspensión adecuada es muy importante tanto para la comodidad delos pasa!eros y del piloto como para no da%ar la carga en vehículos de transporte.Pero tiene otra finalidad $ue es la de mantener las ruedas pegadas al suelo apesar de las irregularidades de la calada, de ello dependen el control y laestabilidad del vehículo.Por el hecho de circular a elevada velocidad, los vehículos est"n sometidos a un

amplio espectro de vibraciones $ue afectan al confort del pasa!ero, pudiendo llegar

a ser insoportables en un corto espacio de tiempo. 'as principales fuentes de

vibraciones son las irregularidades del terreno, las propias del vehículo -motor,

ca!a de cambios y transmisión y las aerodin"micas del flu!o de aire $ue circula

alrededor del vehículo.

Configuración de la suspensión)ela dise%o de la suspensión depende la adecuación de la respuesta del vehículoante las diferentes solicitaciones tanto est"ticas como din"micas.

&0n a pesar de lo complicado de describir matem"ticamente el comportamiento de

las suspensiones, los modelos cinem"ticos idealiados permiten analiar la

mayoría de las suspensiones, y el estudio de la movilidad y de los grados de

libertad proporciona una base 0til para clasificar la mayor parte de los dise%os

reales de suspensiones. &0n en el caso de $ue no permitan llegar directamente a

un dise%o óptimo, proporciona una apreciación cualitativa de las características de

las características y limitaciones de los sistemas $ue se encuentran en la pr"ctica.

Sistemas dependientes o de eje rígido*on a$uellos en las $ue las ruedas se unen a los extremos de una barra, haciendo

$ue ambas se%ales siempre la misma dirección y tengan la misma caída. 'a

principal venta!a es $ue dicha caída no se ve afectada por el balanceo del coche,

por lo $ue se obtiene un contacto m"s uniforme entre la rueda y la calada, y con

ello, una me!or adherencia. Como desventa!a destacar $ue, cuando el e!e es

adem"s motri, es muy susceptible de sufrir vibraciones en la dirección1 adem"s

los movimientos de una de las ruedas afectan a la opuesta al transmitirse a trav#s

del e!e.


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S&'#&&$ $#(%&$*encilla configuración de suspensión donde las ruedas est"n unidas mediante

unos semie!es a una articulación en el centro, siendo la longitud de los semie!esalgo menos de la mitad del ancho de vía. Completan el sistema el resorte y el

amortiguador telescópicos.

S*$+&$#- MP2&3$Esta suspensión es la m"s utiliada hoy en día y tiene mucho #xito en vehículos

modestos por su sencille de fabricación y mantenimiento, su ba!o costo y el poco

espacio $ue ocupa.

S*$+&$#- )& +(3(&43(' )&3'(6&2unto con la 3cPhreson, esta es una de las m"s empleadas en turismos y cochesdeportivos. Est" formada por un brao superior y otro inferior $ue se unen al

chasis cerrando el paralelogramo a un lado, y al otro se anclan a la propia

mangueta de la rueda.


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S*$+&$#- )& 63($ (33($%3()$ 8 $&'# (33($%3()$'a suspensión de e!es arrastrados suele utiliarse en e!es traseros, generalmenteen coches de altas prestaciones. El e!e de unión de los puntos de ancla!e esperpendicular a la línea central del vehículo, por lo $ue durante los movimientos dela suspensión no hay cambios en los "ngulos de las ruedas. 'os braos de control-arrastrados absorben las fueras longitudinales y los momentos de frenado, ycontrolan el cabeceo.'a diferencia de los braos semi arrastrados radica en $ue el e!e de unión de los

puntos de ancla!e forma un cierto "ngulo con el e!e transversal del vehículo,

normalmente entre 456 y 786

S*$+&$#&$ )& 63($ $&'#(33($%3()$ 9#*#&3(; 8 (33($%3()$ 9)&3&2(;

G&'&%3


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:

METODOLOG>A DEL PROYECTO

En este apartado se detalla el proceso $ue conlleva la creación de un Car Cross

de competición desde los planteamientos iniciales hasta su puesta en servicio en

la pista. El siguiente organigrama contiene todos los pasos de dicho proceso.


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C2($#$ )& +(3%#)(El chasis del $ue se parte fue dise%ado en un proyecto aprobado por la

Universidad Carlos ;;; de 3adrid. *e dispone de la memoria y los archivos de *olid

Edge originales. En las im"genes a continuación aparece dicho chasis en vista

isom#trica y de perfil.

M)& ###( )& 2($#$. I$'?%3#

M)& ###( )& 2($#$. P&3#


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D#$&@ )& +(3'&%3$ 8 4&'&%3


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A(&$ )& ( $*$+&$#-

MODELADO DE LLANTAS Y NEUMÁTICOS'as llantas tienen las medidas 4@> 8.8> -78: 4?D.B mm. & continuación

aparecen dos im"genes del modelado de la llanta y de su perfil.

M)&() )& ( (%( 10B 5.5B


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M)&() )& &*'%#

'a mangueta debe dise%arse teniendo en cuenta los "ngulos de la direcciónpuesto $ue es la $ue va a transmitirle los efectos de los mismos a la rueda.

&dem"s a ella se ancla la bieleta de la dirección por lo $ue tambi#n debe cumplir

la geometría de &cermann $ue se define en el apartado =Feometría de la

dirección> de este proyecto.

M)&() )& ( '(4*&%( )&3&2(

Modelado de los brazos de suspensión &mbos braos est"n construidos con tubos de 7@ 7 mm y chapas de 8 mm de

espesor. )eben cumplir con la geometría dise%ada soportar los esfuerostransmitidos por la mangueta y el amortiguador.El brao superior se ancla a la mangueta y al chasis y debe de!ar espacio al

amortiguador $ue pasa a trav#s de #l para anclarse en el brao inferior. *u forma

asim#trica !unto con la mangueta proporciona a la rueda el "ngulo de avance.


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Modelado del amortiguador y el muelle

El 0nico dato $ue en principio se conoce del amortiguador es la distancia decabea a cabea, :?@ mm. )el muelle tampoco se conoce rigide ni longitud. Elmodelado de estas pieas es, por tanto, una aproximación'os par"metros $ue caracterian al amortiguador y al muelle son dos de los datos

$ue deben optimiarse con el modelo din"mico.

Conjunto ensamblado del sistema de suspensión'a figura a continuación muestra el con!unto modelado y ensamblado del sistema

de suspensión !unto con las llantas y neum"ticos.

Modelado de la columna de dirección'a columna de dirección se compone de tres e!es unidos mediante !untas cardan

$ue transmiten el movimiento del volante al pi%ón de la cremallera.


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M)&() )& ( *'( )& )#3&#-

D&%(& )& (%&

C*% &$('6() )& $ $#$%&'($ )& $*$+&$#- 8 )#3&#-'a imagen siguiente muestra el tren delantero completo, son los sistemas de

suspensión y dirección ensamblados y las geometrías dise%adas para evitar interferencias entre pieas en el uso normal del car cross.

En el con!unto de la figura siguiente aparecen los dos trenes del car cross

ensamblados al chasis de partida. )e este con!unto se pueden obtener el centro


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de masas y las inercias, datos necesarios para poder realiar un an"lisis din"mico

lo m"s fiel posible a la realidad.

A#$#$ )#'#En este apartado se ha traba!ado con!untamente con el proyectista encargado deltren trasero ya $ue es imprescindible combinar datos en el programa para poderdefinir un modelo din"mico completo y compatible.Entre ambos se han estimado y calculado los par"metros comunes $ue m"s

adelante se irían a!ustando conforme a los resultados $ue los ensayos fueran

arro!ando. anto el modelo din"mico como los ensayos se han realiado con

ayuda del programa Car*im.

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