TRANSMISIA FINALĂ A TRACTOARELOR PE ROŢI

La majoritatea tractoarelor, transmisiile finale sunt de tipul cu roţi dinţate cu arbori cu axe fixe. Cea mai largă utilizare au primit-o transmisiile finale simple cu angrenare exterioară, cu rapoarte de transmitere if = 4…7. Tipul transmisiei finale şi locul ei de plasare în raport cu roţile motoare sunt determinate de tipul şi destinaţia tractorului. La tractoarele universale pe roţi, transmisiile finale se aşază, de obicei, lângă diferenţial, chiar în carterul transmisiei (fig. 1).

Fig. 1. Schema punţii din spate cu transmisie finală plasată lângă diferenţial.

În acest caz, puntea din spate are o construcţie mai compactă şi este mai rigidă, însă are dezavantajul că se reduce considerabil lumina tractorului. În plus, arborii roţilor motoare au o lungime mare.

În cazurile în care trebuie să se asigure o lumină mare a tractoarelor, transmisiile finale se aşază lângă roţile motoare (fig. 2). asemenea construcţii au avantajul că permit scurtarea arborilor solicitaţi puternic (arborii roţilor motoare) şi eliberează spaţiul de sub tractor, însă prezintă dezavantajul cu au o construcţie mai puţin compactă şi mai puţin rigidă.

Fig. 2. Schema punţii din spate cu transmisie finală plasată lângă roata motoare: a –

carterul punţii din spate; b – carterul transmisiei finale; c – îmbinare cu şuruburi.

Transmisiile finale, în ultimul caz, au carterele lor proprii, care se prind cu şuruburi de carterul punţii din spate. Această construcţie prezintă avantajul modificării luminii tractorului. Aceasta se realizează astfel: se desfac şuruburile îmbinării c şi se roteşte carterul b în raport cu a. Această soluţie constructivă se foloseşte la tractoarele de putere mică şi, uneori, mijlocie ( de exemplu, la familiile de tractoare U 445, U 533, U 643).

În cazul tractoarelor care necesită lumină foarte mare, se folosesc transmisii finale cu lanţ sau combinate ca cea din figura 3. Această soluţie se foloseşte, de exemplu, la tractoarele U 445 HC, U 533 HC, U 643 HC (high-clearance), utilizate în pomicultură (HCP), legumicultură (HCL) sau în viticultură (HCV).

Fig. 3. Schema transmisiei finale combinate (cu lanţ şi angrenaj cu roţi dinţate).

În prezent, la tractoarele de putere mare, este pe cale de a se generaliza transmisiile finale planetare. Această variantă se extinde şi la tractoarele de putere mijlocie. În figura 4 este prezentată schema cinematică a unei asemenea transmisii. Aceasta are raportul de transmitere

,

unde z1 şi z3 sunt numerele de dinţi ai roţii planetare 1, respectiv ai coroanei 3.Transmisiile finale planetare au următoarele avantaje: construcţie

compactă şi rigidă; fiabilitate ridicată datorită faptului că momentul de torsiune este transmis prin mai multe perechi de dinţi (egal cu numărul sateliţilor). Ele prezintă însă dezavantajul că nu participă la realizarea luminii tractorului (arborele de intrare este coaxial cu cel de ieşire).

Fig. 4. Schema cinematică a transmisiei finale planetare pentru puntea din spate: 1 – roată planetară; 2 – satelit; 3 – coroană; H – braţ portsatelit.

În puntea din faţă a tractoarelor 44, cea mai largă utilizare o au transmisiile finale planetare. În figura 6 este reprezentată schema cinematică a unei asemenea transmisii. Elementul conducător este roata planetară 1, condus – braţul portsatelit H, de blocare (fix) – coroana 3. Transmisia finală

de acest tip are raportul de transmitere .

Fig. 6. Schema cinematică a transmisiei finale planetare pentru punte faţă cu element de blocare coroana: 1 – roată planetară; 2 – satelit; 3 – coroană; H – braţ portsatelit.

O altă variantă de transmisie finală planetară este cea din figura 8 care, de fapt, este o transmisie pseudoplanetară, întrucât are braţul portsatelit fix. Transmisia finală de acest

tip are raportul de transmitere .

Semnul minus are semnificaţia schimbării sensului de rotaţie a elementului condus în raport cu cel conducător.

Fig. 8. Schema cinematică a transmisiei finale pseudoplanetare pentru punte faţă cu element de blocare braţul portsatelit: 1 – roată planetară; 2 – satelit; 3 – coroană; H – braţ portsatelit.

La unele tractoare, de exemplu, la tractoarele japoneze Kubota se utilizează transmisii finale în puntea din faţă neplanetare. Astfel, în figura 9 este reprezentată schema unei transmisii finale cu roţi dinţate cilindrice cu arbori ficşi. O asemenea schemă este utilizată şi la tractorul românesc de putere mică (20 CP) HART 200. Această variantă constructivă, spre deosebire de transmisia planetară, prezintă avantajul că participă la realizarea luminii tractorului.

Fig. 9. Schema cinematică a punţii din faţă cu transmisie finală cu angrenaje cilindrice.

Tot firma Kubota utilizează transmisii finale în puntea din faţă cu angrenaje conice (fig. 10). În această variantă constructivă, nu mai este necesar cuplajul homocinetic, ceea ce permite obţinerea unui unghi de

bracare mărit.Fig. 10. Schema cinematică a punţii din faţă cu transmisie finală cu angrenaje

conice.

REGIMUL DE CALCUL AL TRANSMISIEI FINALE, UTILIZATĂ LA TRACTOARELE PE ROŢI

La transmisiile finale este necesar să se calculeze roţile dinţate, arborii, îmbinările carterelor şi să se aleagă (sau să se verifice) rulmenţii. Regimul de calcul al transmisiilor finale se stabileşte pentru fiecare caz concret în parte, în funcţie de tipul şi construcţia lor.

În figura 11 sunt trasate forţele care acţionează asupra transmisiei finale din spate a unui tractor pe roţi. În aceeaşi schemă este indicat şi momentul de torsiune la intrarea în transmisia finală, care reprezintă momentul de calcul al acestui subansamblu. Momentul de calcul se stabileşte comparând momentul Mcm, transmis de motor, cu cel de aderenţă Mc

Fig. 11. Schema de calcul a transmisiei finale simple: 1 şi 2 – roţile dinţate cilindrice ale transmisiei finale.

Momentul de torsiune transmis de motor transmisiei finale se calculează cu relaţia:

în care: Mn este momentul nominal al motorului;icv - raportul de transmitere al cutiei de viteze (se adoptă raportul

de transmitere al cutiei de viteze compuse pentru treapta I); ic2 - raportul de transmitere al transmisiei centrale din spate;cv - randamentul cutiei de viteze;c2 - randamentul transmisiei centrale din spate;2 - coeficientul de blocare al diferenţialului din spate (v.

subcap. 5.3).

Momentul de calcul din condiţia de aderenţă (momentul la roata motoare din condiţia de aderenţă cu solul, redus la arborele planetar) se determină cu relaţia:

în care: if2 este raportul de transmitere al transmisiei finale din spate;f2 - randamentul transmisiei finale din spate;Q2 - greutatea repartizată pe o roată motoare din spate; r2 - raza dinamică a roţilor din spate; - coeficientul de aderenţă (se adoptă );

Momentul de calcul va fi:

În angrenajul transmisiei finale acţionează forţa tangenţială

şi forţa radială

în care: z1 este numărul de dinţi al pinionului;m - modulul angrenajului; - unghiul de angrenare.

Asupra roţii motoare acţionează forţele: forţa tangenţială de tracţiune (forţa motoare la o roată), care

rezultă din ecuaţia de momente:

reacţiunea verticală a solului Q2 (dacă nu sunt date suficiente pentru calculul ei, se adoptă egală cu capacitatea maximă de încărcare a pneului);

reacţiunea transversală Y, care apare în cazul exploatării tractorului pe o pantă transversală. Se determină din condiţia de aderenţă în direcţie transversală:

unde y este coeficientul de aderenţă în direcţie transversală (se adoptă y = 0,7).

1.2.6. DiferentialulDiferentialul are rolul de a asigura legatura cinematica dintre transmisia

centrala si arborii planetari si sa permita diferentierea vitezei unghiulare a rotilor motrice cand tractorul (sau alt tip de autovehicul) se inscrie intr-un viraj. Diferentialul intervine si in situatia cand rotile motrice au aderenta diferita pe suprafata terenului pe care ruleaza.

Dupa valoarea momentului transmis celor doi arbori planetari, diferentialele pot fi: simetrice (cand momentul transmis celor doi arbori este egal) si asimetrice (cand momentul se transmite celor doi arbori inegal, intr-un anumit raport). Dupa caracteristicile constructive se intalnesc diferentiale: cu angrenaje conice, cu

angrenaje cilindrice, cu angrenaje melcate si cu came. Dupa particularitatile functionale diferentialele pot fi: simple, facultativ blocate, autoblocabile.

La tractoarele agricole, cele mai folosite diferentiale sunt cele cu angrenaje conice, simple si facultativ blocate.

Diferentialul simplu cu angrenaje conice (fig.12) este format din caseta diferentialului solidarizata prin suruburi cu coroana transmisiei centrale. In interiorul casetei se gasesc doua sau patru pinioane satelite si doua pinioane planetare. Pinioanele planetare sunt permanent cuplate cu pinioanele satelite si solidarizate cu arborii planetari.

In timpul deplasarii tractorului pinionul de atac, primind miscarea de la cutia de viteze, o transmite coroanei si odata cu aceasta se roteste si caseta diferentialului. In functionarea diferentialului se disting doua situatii:• tractorul se deplaseaza in linie dreapta, rotile motrice au aceeasi aderenta cu suprafata solului si ca atare se rotesc cu aceeasi viteza unghiulara (ecu = 02);

• tractorul executa un viraj si ca atare vitezele lor unghiulare se diferentiaza

In primul caz, pinioanele sateliti se rotesc odata cu caseta diferentialului dar joaca rol de pene intre pinioanele planetare, astfel ca cei doi arbori planetari lucreaza ca un singur arbore, imprimand rotilor motrice aceeasi viteza unghiulara ( Q1 = Q2).

In cel de al doilea caz, satelitii se invart odata cu caseta diferentialului, dar in acelasi timp capata si o miscare de rotatie in jurul axei lor, miscare prin care diferentiaza viteza unghiulara a pinioanelor planetare, respectiv a rotilor motrice. La viraje, cu cat roata motrica din interioarul curbei se invarte mai incet decat caseta diferentialului, cu atat cea din exterior se invarte mai repede, astfel ca suma vitezelor

Fig. 12- Diferentialul

1- platou port-sateliti;2- pinioane planetare;3- arborele rotii;4-transmisia finala;5- sateliti;6- pinion de atac.

unghiulare a rotilor planetare, pentru aceeasj viteza de deplasare a tractorului, este constants si de doua ori mai mare decat viteza unghiulara a casetei diferentialului:coi + ю2 = 2 coc.

Blocarea diferentialului se poate obtine prin solidarizarea arborelui planetar cu caseta diferentialului prin comanda mecanica (fig. 13a) sau hidraulica

(fig. 13b).

Fig. 13 - Schemele cinematice ale mecanismelor de blocare a diferentialului

1- carcasa diferentialului1-sateliti2-arbore planetar

___J. Ъ ^ ___.л 4-cuplaj actionat hidraulic5-pinioane planetare

h 6-pinion de atac.

a) b) 1.2.7. Transmisiafinala

Transmisia finala are rolul de a transmite miscarea la rotile motrice si de a asigura, in acelasi timp, ultima demultiplicare a acestei miscari.

Dupa caracteristicile constructive se intalnesc urmatoarele transmisii finale: roti dintate; cu lant; planetare.Transmisiile finale cu roti dintate (fig.14) pot fi simple (a) si duble (b). Cele simple sunt formate din doua roti dintate cilindrice (R1 si R2) si realizeaza o singura treapta de demultiplicare a miscarii, iar cele duble au in alcatuirea lor doua perechi de roti dintate (R1 si R2, R3 si R4) si realizeaza doua trepte de demultiplicare.

R1 L I t I

IVr R2

a )

Fig.

9

14- Transmisia finala a) simpla; b) dubla.

b>

10

10