caja de cambios.ppt

8/16/2019 caja de cambios.ppt

1/78


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Funciones:

Transmitir la potencia a las ruedas

Cambiar el torque y velocidad del motor en el torque y la

velocidad requerida por las ruedas en cada trabajo.


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Se cumple que:

TE. NE.η = TW. NW ≈ Constante

TE: Torque en el motor

NE

: Velocidad en el motor rpm!

T": Torque en la rueda

N": Velocidad en la rueda rpm!

η: E#iciencia de transmisi$n

Conceptos %&sicos:

'a potencia del motor a una determinada

velocidad de r()imen de )iro del motor es

siempre la misma

*ebe +aber un medio de cambiar la relaci$n de )iro entre el motor y las ruedas para

cumplir los di#erentes requerimientos de trabajo del tractor.

V (rpm)

BHP

Torque

%,-

Combustible

(1)


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MOTOR

TRANSMISION

EJE

BARRA DE TIRO

TDF

0.75 – 0.81

0.96 – 0.98

0.87 – 0.90

0.9 – 0.9!

0.85 – 0.89

0."" – 0.96

0.90 – 0.9

0.80 – 0.89

-(rdidas de potencia en las transmisiones

-or cada par de en)ranajes se pierde entre y / 0 de potencia.

P TDF = (0.87 – 0.90). PM P BT = (0.75 – 0.81). PM


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Como se cumple le relci!n 1. se "ienen ls si#uien"es cur$s %e "iro –

$eloci%% %e $nce %el "rc"or.

η

/.12/

.V P HP =


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& comple'i%% %e l "rnsmisi!n %e po"enci se i%o incremen"n%o con el

"iempo.

191: $eloci%%es

19*+: 8 $eloci%%es

+00: 1* – 18 , +0 $eloci%%es %eln"e - "r.

&s "rnsmisiones $ri/les se pue%en clsiicr en:

1. Cm/ios selec"i$os r%io i'o (con$encionl)

+. Cm/ios selec"i$os r%io i'o ms un plne"rio

2. Plne"rios en serie

. 3i%ro%in4mic (i%rocin"ic) ms cm/iosselec"i$os

5. 3i%ros"4"ic

*. Mec4nic %e $rici!n inini".

6u"om4"ics cm/ios i%r4ulicos o

mnules

e pue%e euipr pr ue l "rnsmisi!n sepue% /louer pr con%iciones %e cr#

es"/le

n peueos "rc"ores %e 'r%;n - en

com/in%s en sis"ems %e corre en <


9/78

& %ierenci en"re l "rnsmisi!n %e un "rc"or - un

u"om!$il es:

n el "rc"or culuier cm/io se pue%e "r/'r

con"inumen"e /'o mucos rn#os %e cr#

n un u"om!$il l "rnsmisi!n pue%e llr si "r/' en

cm/ios /'os "o% po"enci por "iempos prolon#%os.


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Diseo %e los %ien"es %e los piones

&os en#rn'es lln por lei!n o por su uso. Por eso se n %esrroll%o

ecuciones pr su c4lculo se#>n es"os %os cri"erios.

suero %e supericie: s el c"or ue ms ec" l %urci!n por uso es"#o/ern%o por ls propie%%es %el m"eril.

cuci!n %e Buckingham pr l cr# l;mi"e %e %es#s"e en un en#rne rec"o:

bKQ D F pw =

3": Car)a equivalente4 sobre la cual se espera un des)aste r&pido. lb!

*p: *i&metro de paso del menor pi5$n o en)rane. in!

b: 6nc+o de la cara del en)rane. in!

σ: '7mite de endurecimiento de la super#icie del material.Ep: 8odulo de elasticidad del material del pi5$n

E): 8$dulo de elasticidad del material del en)rane

n: N9mero de dientes en el pi5$n

N: N9mero de dientes en el en)rane.

+

= g p E E x sen

k

::

;.


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Ecuaci$n de %art+. Es#uero de trabajo se)uro en #unci$n de velocidad del di&metro

de paso de los en)ranes y de su e>actitud.

V A

Ac

+= .σ σ

σc: suero se#uro %e "r/'o %el m"eril

σ: suero es"4"ico se#uro %el m"eril

6: Fc"or ue %epen%e %e l se#uri%% %e los en#rn'es


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El es#uero por #le>i$n no es un limitante en los en)ranajes4 pero este #actor debe ser

c+equeado. Se tiene la #$rmula de 'e"is.

pby F s σ =3s: Aesistencia del diente lb!σ: Es#uero de trabajo se)uro del material4 psi

p: -aso circular4 in

b: anc+o de la cara del en)rane4 in

y: #actor de #orma del diente.

C&lculo de y: *e la #i)ura4 y=1>@p4 considerando el en)rane como una barra #ija a

un lado y car)ada al otro.


13/78

No. dientes y No. dientes y No.dientes y

<


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l esuero pr "rc"ores %e oru# es menor ue pr los %e rue% por lo

cul un oru# pue%e "rnsmi"ir m4s %el 50A %e l po"enci %el mo"or se#>n

los /ricn"es.


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Trnsmisi!n %e Cr#

Pr el %iseo - selecci!n %e "rnsmisiones en "rc"ores se %e/e conocer l

eperienci %e uso %e $rios cm/ios pr $rios porcen"'es %e m4im

po"enci en el PT - el l /rr %e "iro.

Pr el TDF %el "rc"or - %e ls m4uins se %e/e conocer l m#ni"u% %e l

cr# "orsionl impues" %e/i%o ls l"s inercis %e ls pr"es %el "rc"or o

%el implemen"o.

Velocidad Aan)o mp+0 de Car)a de m&>ima operaci$n ,oras totales

B; 2; ;< 1;

%aja .; D /; 1;< < 1; ?


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NE#ESIDAD DE $A #AJA DE #AMBIOS

-otencia: Trabajo realiado en la unidad de tiempo:

t

W P =

P = potencia.% = Trabajo. & = Tiempo.

dF F W =-roducto escalar:

3uera . *istancia

t d F

t W p F== Si est&n en lamisma direcci$n t

d F N

F

=

Como d@t = v V F P F=

'a e>presi$n anterior s$lo es v&lida si la direcci$n de la #uera y de

la velocidad son coincidentes.


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Si no +ubiera medio de variar la relaci$n de )iro entre el motor y las ruedas4 el tractor

marc+ar7a siempre a la misma velocidad debido a la relaci$n constante de los en)ranajes

en la transmisi$n.

El trabajo no siempre es el mismo4 porque4 por ejemplo4 arar cuesta arriba requiere

mayor es#uero que en llano4 de modo que si el tractor est& adecuado para esto 9ltimo4 le#altar& potencia en las partes empinadas4 y entonces se recurre a que vaya m&s despacio

para que el producto no sobrepase el m&>imo valor de N permitido por el motor.

No todas las labores requieren la misma velocidad. y el transporte por carretera4 se +ace

a unos < Gm@+.

V (rpm)

BHPT'r*

BHP

#'+,m' *,p*-/-'

En los tractores a)r7colas la potencia del motor a

una determinada velocidad de r()imen de )iro del

motor es siempre la misma. -or lo tanto4 Si seaumenta la velocidad de avance V del tractor4 disminuye su#uera F4 pues el valor de la potencia requerida al motorsobrepasar& a la de su capacidad al determinado r()imen de

)iro


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H E je primari! unido al embra)ue transmite el )iro del motor y termina en un pi"#n $ij4

en)ranado constantemente con otro que mueve el denominado eje intermediari o

cntraeje.

H E je intermediari en el que +ay varios en)ranajes #ijos a (l con distintos tama5os que

independientemente transmiten a otros situados en el eje sec%ndari.

HE je sec%ndari4 en prolon)aci$n pero separado del eje primari estriado con ranuras a

lo lar)o en las que pueden desliarse engranajes desp&a'ab&es que )iran solidarios con el

&rbol secundario y que el usuario puede mover adelante y atr&s con la palanca de mando

del cambio.

*ic+os en)ranajes #orman parejas de transmisi$n con los del eje intermediario.

Estas necesidades se satis#acen con el cambi de (e&cidades)


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El en)ranaje del eje primario es m&s

peque5o que el del intermediario que

conecta con (l de modo que elintermediario )ira m&s despacio que el

motor.

Si el tractorista +ace en)ranar el

en)ranaje de mayor di&metro del eje

secundario con el menor del ejeintermediario el )iro se transmite al eje

secundario de nuevo reducido. Como es

la combinaci$n que da la velocidad de

)iro del secundario m&s baja4 se le

llama primera (e&cidad .

6 la relaci$n entre el radio del

en)ranaje del intermediario y el del

secundario se le llama re&aci#n de

transmisi#n.


20/78

Si la pareja de en)ranajes que se

conectan es la de si)uiente tama5o

del secundario y del intermediario

accionando la palanca del cambio4 produciendo el previo desen)rane

de la anterior pareja el )iro del

motor lle)a al secundario menos

rebajado4 menos demultiplicado4

(sta ser7a la se)unda velocidad..


21/78

Combinando adecuadamente las parejas de en)ranajes

correspondientes del eje intermediario y del secundario se

obtienen las di#erentes velocidades +acia delante de la caja de

cambios


22/78

-ara moverse el tractor +acia

atr&s4 se mueve el

desplaable correspondiente

del eje secundario a

en)ranar con un en)ranaje

intermedio4 que invierte el

)iro del correspondiente deleje intermediario4 y as7 el eje

secundario )irar& en sentido

contrario al normal y las

ruedas tambi(n4 con lo que

el tractor se desplaar&marc+a atr&s


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,ay una posici$n de los en)ranajes en la que nin)uno conecta con otro4 es

decir4 que no se transmite movimiento porque el eje intermediario )ira en

vac7o4 sin que nin)9n en)ranaje desplaable del eje secundario en)rane con su

correspondiente del eje intermediario. Esta posici$n se llama p%nt m%ert.

Cada ve que se desen)rana o en)rana una pareja de pi5ones del cambio4 es

necesario desconectar el )iro del motor4 y para ello se desembra)a

previamente4 volviendo a embra)ar con suavidad pro)resiva despu(s de actuar

sobre la palanca del cambio.

Se desprende que la misi$n de la caja de cambios es4 de acuerdo con la #ueraque e>i)e la realiaci$n de una labor determinada4 adaptar la velocidad de

avance del tractor de manera que el aprovec+amiento de la potencia del motor

sea m&>imo.

Es evidente que una velocidad lar)a desarrollar& menos #uera que una

velocidad corta4 y viceversa.

Esto e>plica claramente que los tractores a)r7colas actuales dispon)an de una

caja de cambios con una )ama amplia de velocidades4 con el #in de poder

adaptarse a las e>i)encias de las muy di#erentes labores que deben realiar en

la e>plotaci$n a)r7cola.


24/78

4.- Trompeta

2.- Hidráulico

3.- Diferencial

1.- Eje secundario


25/78

'a necesidad de los tractores a)r7colas de disponer de un elevado n9mero de

velocidades les obli)a a disponer de un )rupo reductor o multiplicador colocado

antes de la caja de cambios.

El gr%p red%ctr es accionado mediante una palanca llamada pa&anca

red%ctra4 que oscilando sobre una r$tula mueve varios en)ranajes desplaablesque en)ranan en sus correspondientes en)ranajes de di#erente tama5o montados

sobre el eje de sa&ida del )rupo reductor. Cada en)ranaje desplaable se deslia

sobre un eje estriado que recibe el movimiento del disco de embra)ue.

6ccionada por el eje de salida del )rupo reductor +ay una caja de cambios que4

como se +a e>puesto4 en esencia consta de tres ejes denominados: primario4intermediario y secundario.

El eje primari recibe el movimiento del )rupo reductor y tiene dos pi5ones en

toma constante4 uno en)ranando con el )rupo reductor y el otro en)ranando

constantemente con un en)ranaje del eje intermediari.

#OMPONENTES BSI#OS 2F3N#IONAMIENTO DE $A #AJA DE

#AMBIOS


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.H Embra)ue1.H Aeductora.H Caja de cambios

EMBRA43E#AJA DE #AMBIOS


28/78

.H Embra)ue1.H Aeducci$n primarioHintermediario

.H Aeductora/.H Caja de cambios;.H *i#erencial

?.H Aeducci$n #inal

2.H Toma de #uera


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El eje intermediari lleva varios en)ranajes de di#erentes tama5os

solidarios a (l4 uno en toma constante con otro del eje primario que es por

donde recibe el movimiento4 otro en)ranado con un peque5o en)ranaje

inversor de sentido de )iro para conse)uir la marc+a atr&s4 y otros que

en)ranan alternativamente4 se)9n se desee4 con los correspondientes del

eje sec%ndari para conse)uir las di#erentes velocidades que o#rece la caja

de cambios.

Sobre el eje sec%ndari van colocados engranajes desp&a'ab&es4

independientes unos de otros4 que pueden desliarse sobre el estriado deeste eje. Cada desplaable va unido a un c&&ar*n4 en la )ar)anta del cual

se aloja una +orquilla que se acciona por medio de la palanca de cambio

mediante unas barras.

,ay que indicar que al ser los desplaables interiormente estriados y el ejesecundario tambi(n4 los pi5ones pueden desliarse lon)itudinalmente

sobre (l pero4 si )iran en)ranados con su correspondiente en)ranaje del

eje intermediario que les da movimiento4 transmiten su movimiento al eje

secundario que )irar& a su misma velocidad y transmitir& su par motor

correspondiente.


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El #uncionamiento del )rupo reductor es en esencia como si)ue:

'a palanca reductora tiene dos4 tres y +asta cuatro posiciones: velocidades

lar)as4 medias4 cortas y punto muerto.

-oniendo la palanca en la posici$n de velocidades lar)as el en)ranaje m&s)rande del desplaable en)rana con el correspondiente que es el m&s peque5o

del eje conducido4 con lo cual se consi)ue un mayor r()imen de revoluciones

en el eje de salida del )rupo reductor.

-oniendo la palanca en la posici$n de punto muerto no +ay cone>i$n entre los

en)ranajes del desplaable y los del eje conducido4 por lo que no +aytransmisi$n de movimiento.

Colocando la palanca en la posici$n de velocidades medias o cortas los

en)ranajes m&s peque5os del eje motor en)rana con los m&s )randes del eje

conducido se)9n correspondan4 con lo cual se obtienen re)7menes de

revoluciones medios o cortos4 del eje de salida del )rupo reductor.

*e esta #orma se consi)uen a la entrada de la caja de cambios dos

velocidades di#erentes de )iro en el eje primario4 lo cual multiplica por dos el

n9mero de combinaciones de marc+as de la caja de cambios.


31/78

:

1 /I

?

;

/

I1I

:.H Eje estriado con en)ranajes cil7ndricosde dientes rectos despla=ables.

1H1I.H -rimera reducci$n.

HI.H Se)unda reducci$n.

/H/I.H Aeducci$n para cone>i$n al primario de la caja de camibos.

;.H Eje liso con en)ranajes cil7ndricos dedientes rectos #ijos en (l.

?.H Eje de salida de reductora.


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1.- Embrague

2.- Eje primario

3.- Eje intermediario4.- Eje secundario


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Si4 por ejemplo4 en la caja de cambios la palanca de cambio puede ocupar cinco

posiciones: punto muerto4 primera velocidad4 se)unda velocidad4 tercera

velocidad y marc+a atr&s.

En la posici$n de p%nt m%ert no se encuentra en)ranado nin)9n pi5$n del ejesecundario con nin)uno del eje intermediario4 por lo que no +ay transmisi$n de

movimiento.

6l colocar la palanca de cambio en la posici$n de primera (e&cidad el en)ranaje

desplaable se deslia +acia la iquierda en)ranando su en)ranaje con el

correspondiente del intermediario. 6l ser este peque5o y el conducido )rande4 lavelocidad de )iro del eje secundario ser& peque5a.

-ara pasar a seg%nda (e&cidad +abr& que pasar la palanca de cambio de la

posici$n de primera a punto muerto4 con lo cual el en)ranaje desplaable de

primera velocidad queda desconectado del intermediario. 6 continuaci$n la

palanca pasa a la barra correspondiente al desplaable correspondiente que

en)rana con el correspondiente del eje intermediario con lo que se obtiene una

velocidad de )iro en el eje secundario mayor que la alcanada en la primera

velocidad.


34/78

-ara pasar a la tercera (e&cidad la palanca pasar& primero por el

punto muerto desen)ranando los pi5ones de la se)unda velocidad4 y

despu(s pasar& a la posici$n de tercera velocidad4 con lo que el

en)ranaje correspondiente se desplaar& al correspondiente del eje primario.

-ara poner la marc+a atr,s pasando por el punto muerto4 se

desplaa la palanca +acia la posici$n de marc+a atr&s con lo cual el

en)ranaje desplaable correspondiente en)rana con el de marc+aatr&s4 el cual a su ve est& en)ranado constantemente con el

correspondiente del intermediario. El en)ranaje inversor est&

situado entre el eje intermediario y el secundario4 lo cual provoca un

cambio del sentido de )iro del secundario4 +aciendo que el tractor se

desplace en sentido contrario que en las dem&s velocidades.


35/78


36/78


37/78


38/78


39/78


40/78


41/78


42/78

-ara evitar que con las vibraciones y los movimientos bruscos que su#re el tractor en las labores

a)r7colas4 los en)ranajes desplaables del secundario puedan cambiar de posici$n por s7 solos4 las

barras que mueven a las +orquillas llevan unas muescas es#(ricas en las que se aloja un #ijador

consistente en una bola presionada por un muelle. 6l cambiar de velocidad la #uera que se ejerce

sobre la palanca de cambio se transmite a la bola4 la cual al remontar la muesca es#(rica presiona al

muelle +acia el lado contrario de donde est& la muesca4 permitiendo as7 el desplaamiento de las barras.

6dem&s de (stos4 e>iste un #ijador de se)uridad consistente en un peque5o bul$n situado entre ambas

barras que4 al estar desplaada una de ellas en la posici$n de velocidad4 bloquea a la barra opuesta en

la posici$n de punto muerto4 impidiendo de esta #orma que puedan ponerse dos velocidades a la ve4

lo que provocar7a el bloqueo o la rotura de la caja.

1

1J

J

/J J

/


43/78

'os en)ranajes de la caja de cambios anterior son cil7ndrico

de dientes rectos. Esto ocasiona ruidos de #uncionamiento y

di#icultad al cambiar de marc+a.

En la caja de cambios con en)ranajes en toma constante los

en)ranajes del eje secundario y del intermediario permanecen

conectados constantemente.

'os en)ranajes del secundario no van unidos al eje mediante

estr7as4 pudiendo )irar libremente sobre dic+o eje. 6dem&s4

estos en)ranajes llevan adosado a uno de los lados un pi5$n

m&s peque5o4 que se denomina pi"#n &atera& .

Entre cada dos en)ranajes del eje secundario va colocado un

desplaable que en su parte central lleva un ori#icio estriado

que puede desliar por el estriado correspondiente que en

esta ona lleva el eje secundario.

En ambos lados de los desplaables van talladas

interiormente dos coronas dentadas acoplables a sus

correspondientes pi"nes &atera&es.

En la posici$n de punto muerto el desplaable se encuentra

situado entre los pi5ones4 sin en)ranar con nin)uno de ellos.

6unque el eje intermediario est( )irando y los pi5ones del

secundario en toma constante tambi(n )iren4 no +ay

transmisi$n de movimiento4 pues (ste no lle)a al eje

secundario al )irar libremente sobre (l los en)ranajes de

transmisi$n de movimiento desde el eje intermediario.

1

/

;

1I ;I

#AJA DE #AMBIOS #ON EN4RANAJES EN TOMA #ONSTANTE


44/78

-ara conectar una velocidad se deslia el desplaable a uno de los lados4 con lo

que la corona interior de (ste en)rana con el pi5$n lateral del en)ranaje4 pasando

el movimiento al eje secundario a trav(s del propio desplaable.

En esta caja de cambios con cada desplaable se pueden conse)uir dos

velocidades4 )irando el eje secundario con una velocidad de )iro determinada

por la relaci$n entre los en)ranajes correspondientes del eje intermediario y del

secundario.

-ara reducir ruidos en la transmisi$n los en)ranajes se construyen del tipo

cil7ndrico con dientes +elicoidales.


45/78

1

/

;

1I;I

.H Eje secundario.1H1I.H -areja de en)ranajes cil7ndricos con

dientes +elicoidales en toma constantey pi5ones laterales solidarios.

.H Eje intermediario.

/.H *esplaable con man)uito central

estriado y coronas laterales.;H;I.H -areja de en)ranajes correspondientes

a otra marc+a.


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En las cajas de cambios anteriores4 al intentar conectar en)ranajes que no )iran asu misma velocidad4 +ay di#icultad para +acer coincidir los dientes del primero

con los +uecos del se)undo4 lo que se traduce en un #uerte )olpeteo de uno contra

otro4 des)astes4 roturas y di#icultad de cambio de marc+a.

Esto desaparece cuando los dos en)ranajes o los dos pi5ones est&n quietos o

cuando )iran a la misma velocidad.,asta la aparici$n de las cajas de cambios sincroniadas para poder realiar

cambios de velocidad era preciso detener el tractor o4 con )ran destrea4

aprovec+ar el momento en que los dientes se mueven a la misma velocidad.

#AJA DE #AMBIOS

SIN#RONIADA


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En la pr&ctica se +ace el db&e embrag%e. Esto consiste en pisar el embra)ue4

poner punto muerto4 soltar el embra)ue4 acelerar el motor4 volver a pisar el

embra)ue y poner la velocidad ele)ida. 'a e>plicaci$n es la si)uiente: el

secundario )ira a m&s velocidad que el intermediario4 acelerando en puntomuerto aumenta el r()imen de )iro del intermediario y no del secundario. Kna

aceleraci$n4 por e>ceso o por de#ecto4 en el doble embra)ue4 traer& como

consecuencia no i)ualar el movimiento de los dientes y4 por tanto4 el roamiento

de pi5ones4 es por ello que se precisa de destrea y pr&ctica para +acerlo.


48/78

'os constructores de autom$viles solucionaron este problema +ace al)unos a5os4

mediante el cambio sincroniado que actualmente se usa tambi(n en los tractores

por la )ran ventaja que supone el poder cambiar de velocidad sin detener la

marc+a del tractor.El cambio sincroniado es un cambio de marc+as con en)ranajes en toma

constante en el que los pi5ones laterales llevan adosada una piea en #orma de

tronco de cono llamada cn de sincrni'aci#n. Entre los en)ranajes +ay un

n-c&e solidario con el eje secundario. Knidos al n9cleo van dos pi5ones

llamados pi"nes de sincrnism4 desplaables cuyo interior tiene una cavidadde #orma c$nica. Sobre el n9cleo se sit9a un desplaable cil7ndrico con estr7as

interiores coincidentes con el dentado del n9cleo4 y que4 por la parte e>terior4

lleva una )ar)anta en la que se aloja la +orquilla del cambio de velocidad.

El pi5$n lateral4 el pi5$n de sincronismo y la corona son del mismo di&metro y

tienen i)uales sus dientes. El desplaable cil7ndrico desplaa tambi(n al pi"#n de sincrnism +asta un cierto punto en el que entran en contacto cono y

contracono.

l l # i i ll + l


49/78

6l tomar contacto la #ricci$n entre ellos +ace que alcancen una

misma velocidad de )iro. 6 este proceso se le denomina $ase de

sincrni'aci#n.

6l se)uir desli&ndose el desplaable y +aber equivelocidad de)iro4 en)ranar& con toda #acilidad con el pi5$n lateral ya que ambos

)iran a la misma velocidad despu(s de la #ase de sincroniado. 6

este proceso se le denomina $ase de transmisi#n.

6l quitar el pie del pedal del embra)ue el movimiento se transmitedel eje intermediario al pi5$n del secundario4 de (ste al pi5$n

lateral y4 por medio del desplaable4 al n9cleo y eje secundario.

6unque la caja de cambios sea sincroniada es conveniente4 al

reducir de velocidad4 +acer el doble embra)ue pues con ello sealar)a considerablemente la duraci$n de los mecanismos de

sincroniaci$n.


50/78

:

1

/

;

1I:


51/78

#AMBIOS REA$ES DE $OS TRA#TORES


52/78

El cambio de marc+as de los tractores sirve para trans#ormar la velocidadde )iro del motor en un n9mero determinado de velocidades de las ruedas

motrices a la ve que se modi#ica su par motor.

Su necesidad es consecuencia de la relativa #alta de elasticidad de los

motores de combusti$n interna4 que no pueden emplearse correctamentem&s que entre l7mites de velocidad bastante estrec+os.

B&.%es de marc+as:

-ermite ampliar el n9mero de marc+as sin alar)ar e>cesivamente la

transmisi$n. 6s7 por ejemplo4 para 1/ marc+as s$lo son necesarios 1 bloques4 uno con ? marc+as J4 1J4 J4 /J4 ;J y ?J! y otro con / '4 lenta4L

84 mediaL ,4 alta y A retroceso!4 con lo que en ve de 1/ pares de

en)ranajes s$lo se necesitan < pares.

#AMBIOS REA$ES DE $OS TRA#TORESA4R#O$AS

K d l & ill d bi d + d


53/78

Kno de los casos m&s sencillos de un cambio de marc+as de

en)ranajes es el de al)unos motocultores. Est& compuesto de s$lo

dos ejes4 uno primario de entrada y otro secundario de salida.

El eje primario es accionado desde el motor y lleva tresen)ranajes desplaables a lo lar)o del que conectan

independientemente con otros tres del eje secundario.

-ara cada r()imen de )iro n r.p.m. del motor se obtienen tres

re)7menes distintos del eje secundario: n4 n1 y n.

'as relaciones de transmisi$n respectivas son:

5

6

33

3

4

22

1

2

11 z

z

n

ni;

z

z

n

ni;

z

z

n

ni =

6ctualmente los tractores no llevan una 9nica palanca de mando

para el cambio de velocidades4 sino dos o m&s4 para manejar el

bloque reductor y la caja de cambios.


54/78

'os tractores modernos llevan acoplado en la caja de cambios el denominado in(ersr y el

s%perred%ctr .

El in(ersr +ace posible invertir el sentido de desplaamiento sin mas que actuar sobre una

palanca que invierte el sentido de rotaci$n de todos los en)ranajes. El mecanismo inversorusa un tren de en)ranajes planetarios y es particularmente 9til en los trabajos con car)ador

#rontal4 +orquillas4 niveladoras y para maniobrar en espacios restrin)idos.

El s%perred%ctr permite obtener velocidades sumamente bajas4 necesarias en trabajos como

e>cavaci$n4 despedre)ado y plantaci$n.

Este mecanismo est& situado delante de la caja de cambios y utilia pares de en)ranajes

cil7ndricos con )randes reducciones de demultiplicaci$n.

ES#A$ONAMIENTO DE $AS RE$A#IONES DE


55/78

El escalonamiento l$)ico de las

relaciones de demultiplicaci$n delas cajas de cambios se puede

demostrar que es aquel en el que

dic+as relaciones est&n en

pro)resi$n )eom(trica4 pues as7 se

consi)ue el m&>imoaprovec+amiento de la elasticidad

del motor del tractor.

Si la curva de par del motor del

tractor es la que se presenta en la

#i)ura4 se sabe que el r()imen delmotor al realiar una determinada

labor debe variar desde a para

trabajar en la denominada 'na

$&exib&e.

MAR#HA

Si en unos ejes cartesianos se presentan en abscisas el m&>imo


56/78

Si en unos ejes cartesianos se presentan en abscisas el m&>imo

r()imen de )iro del secundario necesario para que el tractor

circule a la velocidad punta deseada y en ordenadas y

correspondientes a la ona #le>ible del motor del tractor. Kna caja

de cambios de cuatro marc+as adelante tendr& en dic+os ejes la

representaci$n:

Prmr'

S*-)+r'+ + + ++

1: : !: ": +

+

α

α

α

α

1 ! " 5

"

!

1

m+

m;<

'as relaciones de demultiplicaci$n primario@secundario vendr&n

dadas por:


57/78

Prmr'

S*-)+r'

+ + + ++

1: : !: ":

+

+

α

α

α

α

1 ! " 5

"

!

1

m+

m;<

'as relaciones de demultiplicaci$n primario@secundario vendr&n

dadas por:

45

máx5 tg

n

nr 4

4

mín'5 tg

n

nr

34

máx4 tg

n

nr

33

mín'4 tgn

nr

23

máx3 tgn

nr

21

mín'3 tg

n

nr

12

máx2 tg

n

nr 11

mín'2 tgn

nr

'as relaciones de transmisi$n e>puestas cumplen que:'22

'33

'44 r r ;r r ;r r =

6dem&s cumplen que:

2324 r r •r =

4máx

5 tgn

nr

4mín'

5 tgn

r Prmr'


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5n 445 gn

34

máx4 tg

n

nr

33

mín'4 tgn

nr

23

máx3 tgn

nr 21

mín'3 tgn

n

r

12

máx2 tg

n

nr

11

mín'2 tgn

nr

ec"i$men"e:

m&>

1/ F

n

=F n

n

nn

n

n

n m*nm,xm,x

S*-)+r'

+ + + ++

1: : !: ":

+

+

α

α

α

α

1 ! " 5

"

!

1

m+

m;<

-ero como:

1

min

1/

m&>

/

m&>I

// FFn

n

n

n

n

n

n

n

nn

n

nr r m,xm,xm*n =⇒=⇒=

1

FF

n

n

n

n

n

n

n

n m*nm,xm,xm*n=

-or lo que: 2324 r r •r =

'ue)o el escalonamiento l$)ico de las velocidades de una caja de cambios

cumple la condici$n de que las relaciones de demultiplicaci$n est&n en

pro)resi$n )eom(trica.


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CAA D! CA"#$%& !&()!*+% D! ,*ACC$-.


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CAA D! CA"#$%& !&()!*+% D! ,*ACC$-.

& po"enci pro%uci% en el mo"or se "rnsmi"e ls rue%s mo"rices %el "rc"or en orm %e unpr mo"or un $eloci%% n#ulr1 %e orm ue cumple l epresi!n:

n•". =

7ien%o:

. = Po"enci." = Pr mo"or.

n = 5#imen %e #iro.

l pr mo"or en c% rue% se pue%e o/"ener como el pro%uc"o %e l uer peri5ric en ellpor su r%io rel.

3

r

M


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s" uer peri5ric se "rnsmi"e l suelo en l on %e con"c"o rue% suelo1 crc"eri%por un %e"ermin%o coeficiente de adherencia.

Dic(o coeicien"e %e %(erenci es un in%ic%or %e l m4im uer peri5ric ue pue%e"ener un rue% mo"ri1 - ue:

amáx /•)

7ien%o a/ el peso c"i$o so/re l rue% mo"ri.

7i l uer peri5ric posi/le en l rue% %e/i%o l pr mo"or super el $lor %e )máx1 lrespues" ser4 un res/lmien"o "o"l con los consi#uien"es pro/lems ue ello ocsion.

&s mrc(s mu- len"s #enern $lores %e pr mo"or en ls rue%s ue supern mplimen"e

los $lores permisi/les %e máx) en los suelos1 si /ien es"s mrc(s son necesris porue seu"ilin pr l/ores mu- espec;ics ue reuieren $eloci%%es %e %esplmien"o mu-re%uci%s. &!#icmen"e el mo"or no %esrroll "o% su po"enci.


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CAA D! !.0*A.A!& /A.!,A*$%&

s"s c's %e cm/io es"4n /s%s en l "rnsmisi!n - re%ucci!n %e mo$imien"o "r$5s %e"renes %e en#rn'es plne"rios1 los cules1 como pue%e $erse en l i#ur si#uien"e pue%enmo$erse li/remen"e sin "rnsmi"ir mo$imien"o l#uno1 pero si se /loue uno %e los componen"es1los res"n"es #irn "rnsmi"i5n%ose el mo$imien"o con l relci!n %e "rnsmisi!n resul"n"e se#>nl relci!n eis"en"e en"re sus piones. 7i se /louen %os %e los componen"es1 el con'un"o ue%/loue%o1 mo$i5n%ose "o%o el sis"em l $eloci%% %e ro"ci!n reci/i%.

Me%in"e es"e sis"em pue%en conse#uirse %is"in"s re%ucciones1 renn%o - %n%omo$imien"o los %is"in"os componen"es %el "ren. 7i se com/inn $rios "renes %e en#rn'es con%is"in"s re%ucciones en"re ellos1 se pue%e o/"ener un #m %e $eloci%%es ue en"rnu"om4"icmen"e l c"ur so/re sus componen"es por me%io %e em/r#ues %e ricci!n - cin"s%e ren%o.

&os en#rn'es plne"rios se u"ilin mo%ernmen"e no s!lo en ls c's %e cm/ios %e los"rc"ores1 sino "m/i5n en los "renes %e re%ucci!n inles %e ls rue%s. n ls c's %e cm/ios%e en#rn'es plne"rios se pue%e prescin%ir %el em/r#ue1 $eriic4n%ose el coplmien"ome%in"e cin"s %e reno ue c">n so/re los elemen"os.


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1.- Corona2.- at!lite

3.- "ortasat!lite

4.- "lanetario


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7e clsiicn los sis"ems %e en#rn'es plne"rios en epicicloide e hipocicloide se#>n ue elen#rn'e i'o se in"erior o e"erior. & nomencl"ur normlmen"e u"ili% en los sis"ems %een#rn'es plne"rios es l %e llmr l en#rn'e in"erior planeta1 l ue rue% so/re el satélite -l e"erior corona.

l es"u%io %e ls relciones %e "rnsmisi!n en los en#rn'es plne"rios es en cier"o mo%ocomple'o. 6s;1 en los reductores epicicloides1 pr su es"u%io se "iene:

rr

ω

ω

,p,

p

,p

rp,


68/78

Consi%ern%o l $eloci%% %el pun"o %e con"c"o se o/"iene:

pspsppss r •r •r • =

Como ⇒ r r r spps

spspsppss r r •r •r •

Bpern%o se "iene:

spsppsppss r •r •r •r •

ppspspsspppsspss r •r •r •r •

p

s

pss

psp

r r

$


69/78

r

rω,

ωp,

ω-

r,p,

-

9n los reductores hipocicloidales1 i#ul 8ue en el cso n"erior se "iene:

ccsspsps r •r •r •

Como ⇒ r r r scps

⇒ccssscps r •r •r r •

ccssspscps r •r •r •r • =

⇒ r •r •cpscspss


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s

c

psc

pss

r

r =

$$

Mul"iplicn%o $ - $$ se "iene:

⇒

r

r •

p

c

psc

pss

pss

psp

p

c

psc

psp

r

r $$$

&s ecuciones $ $$ - $$$ relcionn ls $eloci%%es %e #iro %e coron1 s"5li"e1por"s"5li"es - plne"rio en unci!n %e sus r%ios.

"A.D%& D! CAA& D! CA"#$%& )#*$CAC$-.

l %esplmien"o %e los sincronizadores pr seleccionr ls $eloci%%es se reli por me%io%e uns horquillas1 copl%s es"os - su'e"s uns $rills ue se mue$en ccion%s por lplnc %e cm/ios.


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.H -alanca del cambio de marc+as.1.H A$tula es#(rica..H -laca selectora./.H E>tremo de cone>i$n a varillas.

1

8.6.

1J

J

/JJ

/


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6er 7ideo

http://www.uclm.es/profesorado/porrasysoriano/avi/MARCHA_ATRAS.avihttp://www.uclm.es/profesorado/porrasysoriano/avi/MARCHA_ATRAS.avihttp://www.uclm.es/profesorado/porrasysoriano/avi/MARCHA_ATRAS.avi


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Como se %i'o pre$imen"e1 pr e$i"r ue ls $eloci%%es pue%n slirse - permnecn i'sen el lu#r seleccion%o1 el mecnismo %e mn%o si"u%o en l "p %e l c' %e cm/ios lle$un sis"em %e encl$mien"o1 /se %e /ols %e cero - muelles si"u%os en un lo'mien"o %e l

"p - ue presionn so/re uns esco"%urs prc"ic%s en ls $rills ue ls mn"ienen i's ensu sopor"e por l presi!n ue e'ercen los muelles so/re l /ol.

Pr seleccionr ls $eloci%%es correc"men"e - e$i"r l selecci!n %e un $eloci%% cun%oo"r es"5 me"i%1 se coloc un %isposi"i$o en l plnc %e cm/ios. s"e consis"e en un plcselec"or1 %e orm ue1 pr psr %e un $eloci%% o"r (- ue psr por un pun"o muer"o1 lo

ue (ce %escoplr l $eloci%% ue es"/ me"i%.

Pr l lu/ricci!n %e en#rn'es en ls c's %e cm/ios - %ierenciles se emplen cei"esminerles clsiic%os %en"ro %el #rupo %e ls $l$ulins 76 80 - 76 90.

&os cei"es lu/ricn"es emple%os en c's %e cm/ios "ienen ue ormr un pel;culconsis"en"e en"re los lncos %e los %ien"es en con"c"o1 cu- misi!n es re%ucir el romien"o en"reellos - el %es#s"e su/si#uien"e. s" pel;cul %e/e ser resis"en"e l compresi!n1 pr e$i"r uese romp con ls in"enss presiones %e "r/'o.

6%em4s (n %e ser$ir %e elemen"o reri#er%or - %urn"e ls ele$%s "emper"urs %e


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6%em4s1 (n %e ser$ir %e elemen"o reri#er%or -1 %urn"e ls ele$%s "emper"urs %euncionmien"o1 no (n %e per%er su po%er lu/ricn"e. Tienen ue ser "m/i5n resis"en"es l r;o1con o/'e"o %e ue1 en in$ierno1 sen posi/les un perec" lu/ricci!n - el rrnue %el $e(;culo.

De/en ser resis"en"es l corrosi!n1 no "cr ls 'un"s ni presen"r "en%enci l ormci!n%e espum.

Di$ersos %i"i$os /se %e ure1 cloro1 plomo1 !soro1 cinc - sus com/inciones1proporcionn l cei"e lu/ricn"e ls crc"er;s"ics %ese%s.

CA"#$% 8$D*%&,9,$C% D! !%C$DAD!&

n esenci es el si#uien"e:

1

!

"

6

7

8

9

10

1. D*p=,&'.

. F>&r' * m>>.

!. B'm? * -)>.

". M'&'r >&*r+&@'.

5. V;>@)> r*A)>'r * pr*,=+.

6. D,&r?)'r 6!.

7. M'&'r Cr',&;&-'.

8. M+=m*&r' -'+ p)>,'r.

9. F>&r' mA+&-'.

10. R)* m'&rE.

5


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l uncionmien"o es como si#ue:

l cei"e (i%r4ulico1 %e crc"er;s"ics %ecu%s1 con"eni%o en el depósito1 ps "r$5s %e

un filtro de malla - lle# (s" l bomba de caudal variable de regulación manual por me%io %e"u/er;s %e /' presi!n. Dic( /om/ ccion% por el motor alternativo %el "rc"or en$; elcei"e por "u/er;s %e l" presi!n (s" el distribuidor manual %e "res posiciones - seis $;s. nls "u/er;s %e impulsi!n (s" el %is"ri/ui%or se coloc un manómetro con pulsador ue permi"econocer $olun"% %el usurio l presi!n %e "r/'o re#ul% por l válvula limitadora de presión.

Cun%o no se c"> so/re l plnc %el %is"ri/ui%or el cei"e lle# 5l - re"orn l %ep!si"o "r$5s %el filtro magnético. Cun%o se "ir %e %ic( plnc el cei"e lle# l %is"ri/ui%or - sle l" presi!n %e 5l %iri#i5n%ose (ci un %e ls en"r%s %el motor hidrostático reversible(ci5n%olo ue #ire en un sen"i%o. l cei"e sin presi!n sle %el mo"or1 lle# %e nue$o l%is"ri/ui%or - "r$5s %el il"ro m#n5"ico lle# l %ep!si"o.

Cun%o se "ir %e l plnc %el %is"ri/ui%or el cei"e sle %e 5l pero lle# l mo"or por len"r% por l ue1 en l posici!n n"erior %el %is"ri/ui%or1 sl;. l mo"or #ir en sen"i%o con"rrio- el "rc"or $n cm/in%o %e %irecci!n %e mrc(.


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Pr cm/ir l $eloci%% %e mrc( el usurio c"> so/re un plnc ue mo%iic elcu%l %e l /om/1 con ello se "iene un $ri%or con"inuo %e $eloci%% lo ue (ce ue el "rc"or "en# inini"o n>mero %e mrc(s (ci %eln"e - (ci "r4s.


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Documents

caja de cambios.ppt