CATEGORIE DI FUNZIONAMENTO

Si è detto che ogni parte di una bicicletta ha la sua precisa funzione (se non ce l’ha è peso superfluo e va eliminata), tuttavia, al di là di questa apparente capillare specificità, tutto si può ricondurre, in via concettuale, a poche categorie fondamentali:

Le suddette parti fondamentali si trovano inoltre raggruppate in assiemi complessi, che definiremo:

Le parti strutturali sono quelle che danno la forma ai sistemi meccanici. Possono essere connesse tra loro in modo rigido, mediante viti di fissaggio, oppure connesse attraverso sistemi detti movimenti, incaricati di gestire i vincoli posizionali tra le parti stesse.
Per comprendere meglio il concetto di vincolo posizionale pensate ad una ruota smontata dalla bicicletta, in questo caso le posizioni relative tra le due parti hanno tutti i gradi di libertà possibili, in termini di distanze nello spazio e di rotazioni intorno ai tre assi cartesiani.
Nel caso della ruota montata sul telaio il sistema detto "mozzo", che appartiene alla categoria dei movimenti, annulla tutti i gradi di libertà spaziali (la ruota non si può più separare dal telaio in nessuna direzione), consentendo un solo grado di libertà rotazionale, rispetto ad un solo asse, quello appunto del mozzo.

I movimenti semplici sono montati su perni, in questo caso si sfrutta la proprietà di due superfici dure, lisce, a contatto ed eventualmente lubrificate di scorrere senza attrito una sull’altra.

Tra i movimenti compositi annoveriamo i cuscinetti a sfere, che ai primi sostituiscono lo scivolamento delle superfici al rotolamento di sfere di acciaio interposte tra le stesse, ottenendo di ridurre ulteriormente l’assorbimento di energia per attrito.

I leveraggi sono strutture formate da una parte strutturale associata ad un movimento.
La loro funzione consiste nel trasformare il lavoro esercitato dall’utilizzatore su un lato del movimento in un lavoro di tipo diverso sull'altro lato.
Due esempi tipici delle possibilità offerte dai leveraggi sono le leve dei freni e la pedaliera: nel primo caso lo sforzo di trazione esercitato dalla mano sul braccio lungo della leva viene moltiplicato per ottenere una forte trazione del cavo che comanda lo schiacciamento dei pattini dei freni e, di conseguenza, una potente frenata; nel secondo caso la spinta applicata sui pedali viene trasformata in un movimento rotatorio delle ruote dentate e, attraverso la catena, che appartiene ai sistemi di trasmissione, trasferita alla ruota.

Le parti elastiche vengono generalmente impiegate in tutte quelle situazioni che interessano solo rotazioni o traslazioni parziali, tipicamente nei leveraggi, per facilitare il ritorno alla condizione originaria, tuttavia si possono a buon motivo includere nella categoria anche copertoni e camere d’aria.

Si è già accennato ai sistemi di trasmissione, questi consentono di trasferire il "lavoro" (nell’accezione meccanica del termine) dal punto nel quale viene prodotto a quello nel quale viene applicato.
Così i vari cavi trasportano i comandi da noi operati sulle leve dei freni e del cambio (collocate sul manubrio, o comunque a portata di mano) ai punti, morse dei freni e deragliatori, nei quali vengono effettivamente compiute le operazioni desiderate.
In maniera analoga un sistema di trasmissione catena/corone/ruota trasferisce la spinta esercitata dalle gambe sui pedali al punto dove viene utilizzata, ovvero la superficie di contatto tra il copertoncino della ruota posteriore e l’asfalto.

I gestori di attrito sfruttano lo strofinamento di due superfici al fine di dissipare energia cinetica.
Nei freni questo consente di operare un controllo sulla velocità del veicolo.
L’attrito è inoltre il meccanismo che consente alle ruote di tradurre il lavoro operato dal guidatore, "positivo" quando si pedala o "negativo" quando si frena, in variazioni della velocità, attraverso il contatto con la sede stradale.

Infine, in tutti quei casi in cui sia necessario definire le posizioni relative di due parti con estrema precisione, o sia necessario adattare le parti stesse alle esigenze di un’utenza eterogenea, occorre introdurre delle viti di registrazione.
Il compito di tali componenti è appunto quello di effettuare correzioni anche dell’ordine delle frazioni di millimetro, e sono realizzati, a seconda dell’entità delle sollecitazioni che si dovranno sopportare, o come vite "libera", o con sistemi di bloccaggio del tipo dado-contro-dado.
Sono presenti sui sistemi di trasmissione cavo/guaina, come battute di fine corsa sulla maggior parte dei leveraggi e, dulcis in fundo, sui movimenti a cuscinetti ove ne sia disponibile la regolazione (mozzi, serie sterzo…).
Nell’ultimo caso non sarà immediatamente riconoscibile come vite di registrazione un sistema dado-contro-dado progettato specificamente per tale meccanismo, purtuttavia di ciò si tratta.