TRANSMISIONES DE FUERZA

TRANSMISIONES DE FUERZA

INTRODUCCION:

La caja de cambios tanto de un automóvil como del tractor es de suma importancia para el buen funcionamiento de los mismos. Una caja de cambios de velocidades tiene como objetivo el desmultiplicar la potencia proveniente del motor, así mismo invierte el sentido del giro con la ayuda de un eje inversor.

Existe mucha diferencia entre la caja de cambios que se usa en un automóvil que la que se monta en los tractores agrícolas; una de las diferencia radica en la falta de un sincronizador en el caso de la caja de cambios del tractor, por lo que es necesario frenar completamente el tractor para realizar un cambio de velocidad puesto que la sincronización se realiza engrane con engrane.

Entre otras diferencias respecto a estos dos tipos de cajas esta la existencia de un grupo reductor en la caja del tractor, con esto se logra la activación de las velocidades de altas y bajas. El uso de un sincronizador un automóvil permite realizar cambios de velocidad sobre la marcha sin necesidad de frenar por completo el vehículo a diferencia de un tractor.

Una clasificación que se puede hacer con el conocimiento adquirido durante el desarrollo de las prácticas respecto a las cajas de velocidades es el siguiente:

Las cajas de cambios escalonadas pueden dividirse en: de ejes fijos de los árboles o conocidos como simples; y de ejes giratorios de los árboles o planetarios.

Según la cantidad de marchas: 3, 4 o 5 para autos ligeros; 5, 6, 7, etc, para camiones; 8, 12, 32, 40, para tractores.

Según el tipo de mecanismo de cambio de velocidades se dividen en:

Caja con engranajes móviles.

Caja con engranajes en toma constante.

OBJETIVOS:

Objetivos generales:

Identificar los componentes que integran la caja de cambios de velocidad del automóvil y tractor agrícola, así como analizar el funcionamiento de la misma.

Determinar las diferencias que existen entre el sistema de transmisión de fuerza de un automóvil y el tractor agrícola.

Calcular la relación de transmisión para la caja de cambios de un tractor y la de un automóvil.

Identificar y analizar la construcción y funcionamiento del diferencial y mandos finales del tractor agrícola.

Objetivos particulares:

Reforzar los conocimientos adquiridos en el aula, sobre el sistema de transmisión de fuerza del automóvil y el tractor agrícola.

INVESTIGACION BIBLIOGRAFICA:

La caja de cambios es el conjunto mecánico más importante de la cadena cinemática del vehículo, se coloca detrás del embrague del cual recibe el par del motor. El eje primario de la caja de cambios engrana en el disco del embrague y en la salida de la caja se encuentra el grupo reductor y diferencial en los modelos con tracción delantera y en los vehículos con propulsión trasera, el árbol de transmisión transmite el par al conjunto, grupo cónico y diferencial, colocado en el eje trasero.

El cambio de marchas de los tractores sirve para transformar la velocidad de giro del motor en un número determinado de velocidades de las ruedas motrices a la vez que se modifica su par motor. El concepto de bloques de marchas permite ampliar el número de marchas sin alargar excesivamente la transmisión. Así por ejemplo, para 24 marchas sólo son necesarios 2 bloques, uno con 6 marchas (1ª, 2ª, 3ª, 4ª, 5ª y 6ª) y otro con 4 (L, lenta, M, media; H, alta y R retroceso), con lo que en vez de 24 pares de engranajes sólo se necesitan 10 pares.

Actualmente los tractores no llevan una única palanca de mando para el cambio de velocidades, sino dos o más, para manejar el bloque reductor y la caja de cambios.

Relación de transmisión o velocidades del cambio:

Las velocidades de la caja de cambios manual se consiguen mediante parejas de ruedas dentadas engranadas entre sí. La relación de transmisión (Rt) que se obtiene en los ejes con ruedas dentadas engranadas, depende del número de dientes de la rueda motriz o conductora Z_1 y del número de dientes de la rueda conducida Z_2. Por tanto:

ELEMENTOS QUE COMPONEN LA CAJA DE CAMBIOS:

Eje primario: El eje primario incorpora de modo fijo o bien acoplado el mecanismo de sincronización de la marcha directa, esta se llama así porque traspasa la potencia del motor a través del núcleo del eje secundario al árbol de salida en dirección al eje trasero diferencial sin más reducción.

Eje secundario: Es un robusto eje interno de la caja en el que se han trabajado unos piñones para que, con el trabajo en equipo con el tren móvil, se transmita el movimiento del motor al diferencial y posteriormente a las ruedas. Los piñones del tren móvil y fijo permanecen en contacto constante.

Sincronizador: Son las piezas que se desplazan por sobre el tren móvil para enganchar silenciosamente las velocidades. Mediante unos bronces de forma cónica igualan las velocidades de los trenes para evitar que los dientes se estrellen y se rompan, y se pueda hacer el cambio suave y silenciosamente.

Horquillas: Las horquillas van montadas sobre un eje, los motores de cuatro velocidades montan dos y en los de cinco tres horquillas. Estas son las encargadas de accionar los piñones y la cruceta a las que se ajustan mediante unas hendiduras y les permite girar libremente cuando están sujetos por estas.

Varilla selectora: Sobre ella se instalan las horquillas que van a desplazar los sincronizadores. Las varillas se mueven gracias a la acción de la mano del conductor sobre la barra de cambios.

Eje inversor: También se le conoce por el nombre de piñón de reversa, y tiene la función de cambiar el sentido de rotación proveniente del tren fijo al tren móvil para así poner en marcha atrás el automóvil.

DIFERENCIAL:

El diferencial en un vehículo de cuatro ruedas, en las que dos son motrices, se coloca en el eje motriz, el eje que no es motriz no necesita diferencial.

El conjunto diferencial cumple dos misiones en la transmisión:

Reparte el par que sale de la caja de cambios a los semiárboles que, unidos al eje de giro de las ruedas, finalizan la cadena cinemática de transmisión.

Compensa las diferencias de giro de los ejes de las ruedas cuando el vehículo toma una curva.

Satélites. Son engranajes que reciben la fuerza de la corona y lo transmiten a los planetarios.

Planetarios: Son engranes que reciben la fuerza de los satélites y lo transmiten a las ruedas motrices por medio del semi-pálier.

Semi-pálieres: Son árboles conectados a los planetarios que reciben la fuerza de ellos y la transmiten a las ruedas motrices.

Traba diferencial: Constituido por medio de discos que bloquean el giro del semi-pálier entregando alta resistencia a la transmisión de fuerza. En las curvas se activa un disco para hacer que una rueda (la rueda que esté al extremo de la curva) gire más rápido que la otra.

FUNCIONAMIENTO DEL DIFERENCIAL DE UN TRACTOR AGRÍCOLA:

El movimiento es transmitido desde el piñón de ataque a la corona, y mientras el vehículo marcha en línea recta, los dos palieres de las ruedas motrices giran a la misma velocidad. En esta situación, los satélites no giran, sirviendo solamente de enlace para transmitir el movimiento a los palieres a través de los planetarios. Al tomar una curva, los satélites empiezan a girar, con lo cual la rueda del interior de la curva gira más despacio y la del exterior más deprisa, variando ambas en la misma magnitud.

MANDOS FINALES:

Los mandos finales planetarios de alta reducción desarrollan potencia en las ruedas a la vez que mantienen bajas las cargas de torsión en los ejes y en la transmisión.

Componentes de los mandos finales del tractor.

Semi-palieres: Son los árboles que relacionan el mando final con el conjunto diferencial.

Engrane solar: Se encuentra al centro del mando final y es el medio por donde se conecta el semi-palier.

Porta satélites: Caja que sostiene a los satélites.

Corona fija: Medio de transmisión entre semi-palier y los planetarios. Estos últimos giran por el interior de la corona mediante sus dientes.

TOMA DE FUERZA:

La toma de fuerza tiene la misión de transmitir potencia a máquinas accionadas por el propio tractor. Las medidas del elemento de conexión exterior de la toma de fuerza están normalizadas a nivel internacional, siendo fijos la longitud, el diámetro, el tamaño de las estrías y su posición en el tractor.

MATERIALES:

Caja de cambios (tractor MF y automóvil Datsun 1978).

Diferencial (tractor y automóvil).

Caja de herramientas completa.

Gato hidráulico.

Soporte para mantener elevadas las llantas del tractor.

Tractor agrícola MF 285.

Tacómetro óptico.

Tacómetro de contacto.

METODOLOGIA:

La práctica de “Transmisiones de fuerza” estuvo dividida en tres sesiones, en donde se llevaron diversas actividades tales como: desarme y armado de una caja de cambios y diferencial de un automóvil, cálculo de la relación de transmisión para una caja de cambios de tractor agrícola y automóvil, así como la puesta en marcha de un tractor con las llantas traseras suspendidas con la ayuda de un soporte para de esta manera determinar la potencia en las ruedas motrices del tractor agrícola.

Caja de cambios del automóvil.

La caja de cambios corresponde

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