Moottoripyörän takahaarukan suunnittelu

Abstract

Opinnäytetyössä tutustuttiin moottoripyörän takahaarukan suunnitteluun sekä suunnittelussa huomioon otettaviin seikkoihin. Työn tavoite oli suunnitella toimiva, yksipuolinen takahaarukka korvaamaan moottoripyörän alkuperäinen, kaksipuolinen takahaarukka, samalla hyödyntäen mahdollisimman laajasti alkuperäisiä komponentteja. Työ tehtiin osaksi Tampereen ammattikorkeakoulun Älykkäät koneet -suuntautumispolun projektia, jonka tavoitteena on valmistaa tieliikennekelpoinen sähkömoottoripyörä mahdollisimman suurella omavalmisteprosentilla.

Ensisijaisena syynä muutostyön tekoon olivat esteettiset seikat ja halu erottautua massasta, mutta samalla suunnittelussa haluttiin myös mahdollisuuksien mukaan parantaa takahaarukan suorituskyvyllisiä ominaisuuksia. Myös kiinnostus erilaisiin suunnittelumetodeihin ja -prosesseihin olivat perusteita opinnäytetyön.

Suunnittelutyön pohjana käytettiin kirjallisuuden arvoja ja ohjeistuksia sekä alkuperäisestä takahaarukasta 3D-skannaamalla ja FE-analyyseillä saatuja tietoja. Lisäksi työssä selvitettiin, mitä ominaisuuksia moottoripyörän takahaarukalta vaaditaan ja minkälaisia kuormituksia niihin kohdistuu erilaisissa ajotilanteissa.

Uuden takahaarukan suunnittelussa hyödynnetään nykyaikaisia topologian optimoinnin sekä Generative Designin prosesseja. Tuloksena saatiin useampia eri malleja eri suunnittelutyökaluilla. Malleista yksi valittiin jatkotarkastelua varten, ja se toimii prototyyppinä ja lähtökohtana todellisen haarukan valmistusta ja lopullista kokoonpanoa varten.

This thesis concentrates to investigate the process of designing a motorcycle swing arm. The objective is to design a single sided swing arm to replace the original, conventional dual sided swing arm and use as many of the original suspension and rear wheel assembly components as possible. The design job is closely related to an Intelligent Machines -project course, where a group of engineering students have a goal of constructing a traffic legal electric motorcycle from the ground up.

The main reason for this alteration work is to improve the aesthetics of this particular motorcycle, but the design process takes the performance aspects into account as well and improves them whenever possible.

The foundation for this thesis work comes from literature and the original swing arm, that was 3D scanned and analyzed with FE-analysis. The features required for a swing arm to work, as well as the forces and loads that act on the swing arm in different scenarios, are also researched.

In the design process of the new single sided swing arm, topology optimization and generative design are used. As a result, different models of swing arms were created with different design methods. One of the models was chosen to continue with and it will work as the starting point of the production of a real swing arm as well as a basis for the final assembly for the rear of the motorbike.