Aula 08 Sistema de Transmissao

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15/07/2014
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SISTEMA DE TRANSMISSÃOSISTEMA DE TRANSMISSÃOSISTEMA DE TRANSMISSÃOSISTEMA DE TRANSMISSÃO
Prof. Marcus Vinícius Morais de Oliveira
Instituto de Tecnologia-Departamento de Engenharia
IT 518 – Máquinas Motoras na Agricultura
Introdução
Introdução
Motor
Sistema de Transmissão
Mecanismos responsáveis pela recepção, transformação, e
transmissão de potência do motor até os locais de utilização nos tratores
Composto de:
• Embreagem,
• Caixa de Marcha,
• Diferencial e
• Redução final
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Locais de utilização de Potência nos tratoresLocais de utilização de Potência nos tratoresLocais de utilização de Potência nos tratoresLocais de utilização de Potência nos tratores Locais de utilização Locais de utilização Locais de utilização Locais de utilização 
de Potência nos de Potência nos de Potência nos de Potência nos 
tratorestratorestratorestratores
Tomada de Potência (TDP)
Barra de Tração (BT)
Engate de 3 pontos
TRANSMISSÕESTRANSMISSÕESTRANSMISSÕESTRANSMISSÕES
Funções
1- Transmitir potência do motor para os sistemas a ele
acoplados.
2-Mudar o torque e rotação gerados pelo motor para
torques e rotações requeridas para cada operação.
3-Prover meios para o operador controlar e regular as
relações de transmissão.
Transmissão da potência até os rodados
Tm . Nm . Et = Tr . Nr � aprox. constante 
Tm = torque no motor 
Nm = rotação no motor 
Et = eficiência do mecanismo de transmissão 
Tr = torque exigido pelos rodados 
Nr = rotação dos rodados
TRANSMISSÕESTRANSMISSÕESTRANSMISSÕESTRANSMISSÕES
Relações de transmissão
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Potência nos Rodados
� O torque e a rotação dos rodados são responsáveis pelo
desenvolvimento do esforço na barra de tração “Ft” e pela
velocidade de deslocamento “V” do trator.
TRANSMISSÕESTRANSMISSÕESTRANSMISSÕESTRANSMISSÕES
Relações de transmissão
Potência na barra de tração
� Potência disponível para realizar operações agrícolas que exigem força de
tração.
TRANSMISSÕESTRANSMISSÕESTRANSMISSÕESTRANSMISSÕES
Relações de transmissão
Perda de potência dos rodados até a BT
TRANSMISSÕESTRANSMISSÕESTRANSMISSÕESTRANSMISSÕES
Relações de transmissão
Perda de potência dos rodados até a BT
TRANSMISSÕESTRANSMISSÕESTRANSMISSÕESTRANSMISSÕES
Relações de transmissão
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TRANSMISSÕESTRANSMISSÕESTRANSMISSÕESTRANSMISSÕES
Principais tipos:
1-Transmissões por engrenagens;
2-Transmissões por correntes;
3-Transmissões por correias;
4-Transmissões por rodas de atrito;
5-Transmissões hidromecânicas;
6-Transmissões hidrostáticas;
Transmissões por engrenagens cilíndricas
1-Transmissões por engrenagens
Transmissões por engrenagens cônicas:
1-Transmissões por engrenagens
Transmissões por engrenagens helicoidais e parafuso sem 
fim
1-Transmissões por engrenagens
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Relação de rotação entre engrenagens
1-Transmissões por engrenagens
E1
E2
N1
N2
r2
r1
Perímetro 1 = 2π r1
Perímetro 2 = 2π r2
Perímetro
Perímetro Percorrido
Perímetro Percorrido 1 = 2π r1 N1
Perímetro Percorrido 2 = 2π r2 N2
2pi r1 N1 = 2pi r2 N2
r1 N1 = r2 N2
N1=rotação motora;
N2=rotação movida;
D1=engrenagem motora, dentes;
D2= engrenagem movida, dentes
Relação de torque entre engrenagens
1-Transmissões por engrenagens
E1
E2
r2
r1
Ƭ1 = F1 r1
Ƭ2 = F2 r2
Torque
Força
F1 = F2
F1
F2
2-Transmissões por correntes 3-Transmissões por correias
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4-Transmissões por rodas de atrito 5-Transmissões hidromecânicas
Associação entre partes que compõem a 
transmissão mecânica e a hidráulica; 
6-Transmissõeshidrostáticas
O torque é transmitido aos rodados por meio de
um fluído hidráulico, permitindo inúmeras
variações relações de transmissão entre a mínima
e a máxima velocidade;
TRANSMISSÕES EM TRATORESTRANSMISSÕES EM TRATORESTRANSMISSÕES EM TRATORESTRANSMISSÕES EM TRATORES
Componentes do Sistema de Transmissão
EMBREAGEMEMBREAGEMEMBREAGEMEMBREAGEM
Funções:
1. Permitir que se coloque o trator em movimento por meio de
transmissão progressiva e suave da potência do motor a caixa de
câmbio;
2. Permitir a troca de marchas pela interrupção da transmissão do
movimento do motor à caixa de câmbio;
3. Permitir o engrenamento da árvore da TDP em alguns modelos de
tratores (embreagem dupla).
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TIPOS MAIS COMUM DE EMBREAGEM DE 
TRATORES:
1. EMBREAGEM SECA:
Funciona de forma que o disco está em contato direto 
com o platô sem a ação de nenhum óleo lubrificante.
2. EMBREAGEM A BANHO DE ÓLEO:
O conjunto funciona dentro da caixa de transmissão. 
EMBREAGEMEMBREAGEMEMBREAGEMEMBREAGEM
Componentes 
EMBREAGEMEMBREAGEMEMBREAGEMEMBREAGEM
Platô
Pedal da embreagem
Eixo primário
Molas de pressão
Placa de pressão
Árvore de manivelas
Volante do motor
Disco
Disco de embreagem
Colar
Colar de embreagem
EMBREAGEMEMBREAGEMEMBREAGEMEMBREAGEM
Desacoplado (debreado)
EMBREAGEMEMBREAGEMEMBREAGEMEMBREAGEM
Acoplado (embreado)
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EMBREAGEMEMBREAGEMEMBREAGEMEMBREAGEM EMBREAGEMEMBREAGEMEMBREAGEMEMBREAGEM
Embreagem duplaEmbreagem duplaEmbreagem duplaEmbreagem dupla
EMBREAGEMEMBREAGEMEMBREAGEMEMBREAGEM EMBREAGEMEMBREAGEMEMBREAGEMEMBREAGEM
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EMBREAGEMEMBREAGEMEMBREAGEMEMBREAGEM EmbreagemEmbreagemEmbreagemEmbreagem
CAIXA DE CAMBIOCAIXA DE CAMBIOCAIXA DE CAMBIOCAIXA DE CAMBIO
• Consiste em um conjunto de engrenagens
• Nos tratores agrícolas, tem função de reduzir o movimento
de rotação do motor, multiplicando o torque.
• Por meio de diferentes combinações de engrenagens
proporciona escalonamento de rotações e de torque dando
origem as marchas.
• Facilitar a adequação da potência e o torque do trator com a
atividade que se deseja realizar. Fazendo-a de maneira mais
produtiva e econômica
CAIXA DE CAMBIOCAIXA DE CAMBIOCAIXA DE CAMBIOCAIXA DE CAMBIO
Tipos de sistemas de Câmbio
• Sistema Caixa Seca (convencional)
• Sistema de Caixa Sincronizada
• Sistema de Caixa de Câmbio PowerQuad
• Sistema de Caixa de Câmbio PowerShift
• Sistema de Caixa de Câmbio infinita – (Exclusividade
John Deere)
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� Este sistema é o mais simples conjunto utilizado para transmitir o
movimento do motor para as rodas de um trator.
� Para fazer a troca de marcha em um trator equipado com caixa seca,
deve-se parar o equipamento, pisar na embreagem e efetuar a troca da
marcha.
� A grande desvantagem deste sistema é o pobre escalonamento de
marchas, por exemplo, uma determinada operação demanda uma
velocidade de operação entre 6 e 7 Km/h e a relação de marchas mais
próximas que este tipo de transmissão oferece é 5 e 9 Km/h.
CAIXA DE CAMBIOCAIXA DE CAMBIOCAIXA DE CAMBIOCAIXA DE CAMBIO
Caixa de Câmbio Convencional Caixa de Câmbio Convencional
CAIXA DE CAMBIOCAIXA DE CAMBIOCAIXA DE CAMBIOCAIXA DE CAMBIO
Caixa de Câmbio Convencional
CAIXA DE CAMBIOCAIXA DE CAMBIOCAIXA DE CAMBIOCAIXA DE CAMBIO
Caixa de Câmbio Convencional
Coelho
CAIXA DE CAMBIOCAIXA DE CAMBIOCAIXA DE CAMBIOCAIXA DE CAMBIO
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Caixa de Câmbio Convencional
Tartaruga
CAIXA DE CAMBIOCAIXA DE CAMBIOCAIXA DE CAMBIOCAIXA DE CAMBIO
Caixa de Câmbio Convencional
CAIXA DE CAMBIOCAIXA DE CAMBIOCAIXA DE CAMBIOCAIXA DE CAMBIO
Caixa de Câmbio Convencional
CAIXA DE CAMBIOCAIXA DE CAMBIOCAIXA DE CAMBIOCAIXA DE CAMBIO
Caixa de Câmbio Convencional
CAIXA DE CAMBIOCAIXA DE CAMBIOCAIXA DE CAMBIOCAIXA DE CAMBIO
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Caixa de Câmbio Convencional
CAIXA DE CAMBIOCAIXA DE CAMBIOCAIXA DE CAMBIOCAIXA DE CAMBIO
CAIXA SECA
CAIXA DE CAMBIOCAIXA DE CAMBIOCAIXA DE CAMBIOCAIXA DE CAMBIO
CAIXA DE CAMBIOCAIXA DE CAMBIOCAIXA DE CAMBIOCAIXA DE CAMBIO
Caixa de Câmbio Sincronizada
�O sistema de caixa sincronizada, permite fazer as marchas eas
trocas de grupos com o trator em movimento, basta debrear o
trator e efetuar a troca de marcha;
� Este sistema é mais eficiente e produtivo que as caixas de
câmbio convencionais (caixa seca).
CAIXA DE CAMBIOCAIXA DE CAMBIOCAIXA DE CAMBIOCAIXA DE CAMBIO
Caixa de Câmbio Sincronizada
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CAIXA DE CAMBIOCAIXA DE CAMBIOCAIXA DE CAMBIOCAIXA DE CAMBIO
Caixa de Câmbio Sincronizada SEMI-SINCRONIZADA
CAIXA DE CAMBIOCAIXA DE CAMBIOCAIXA DE CAMBIOCAIXA DE CAMBIO
SINCRONIZADA ELETRO HIDRÁULICA
CAIXA DE CAMBIOCAIXA DE CAMBIOCAIXA DE CAMBIOCAIXA DE CAMBIO CAIXA DE CAMBIOCAIXA DE CAMBIOCAIXA DE CAMBIOCAIXA DE CAMBIO
Caixa de Câmbio PowerQuad
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� É um sistema misto de cambio, entre um Sincronizado e um câmbio 
Progressivo, 
� A utilização de embreagem se faz necessária apenas durante trocas de 
grupos ou em caso de aproximação ou emergência
� Vantagens em relação aos câmbios sincronizados: 
� Maior produtividade, 
� maior durabilidade, 
� melhor relação de marchas, 
� maior aproximação entre as marchas e 
� maior conforto na troca das marchas. 
� O acionamento da marcha é realizado através da pressão hidráulica 
exercido em cada pacote de discos, dispostos um em cada marcha
CAIXA DE CAMBIOCAIXA DE CAMBIOCAIXA DE CAMBIOCAIXA DE CAMBIO
Caixa de Câmbio PowerQuad
CAIXA DE CAMBIOCAIXA DE CAMBIOCAIXA DE CAMBIOCAIXA DE CAMBIO
Caixa de Câmbio PowerShift
� É um sistema onde o tanto as trocas entre grupos, como as de 
marchas são realizadas sem o uso da embreagem,
� Em cada marcha há um pacote de discos acionados e lubrificados 
hidraulicamente. 
� Vantagens em relação aos câmbios PowrQuad:
� Possibilidade de comandar as marchas através de um programa 
computadorizado.
� Maior produtividade, maior relação de marcha, maior aproximação entre as 
marchas e maior conforto na troca das marchas.
CAIXA DE CAMBIOCAIXA DE CAMBIOCAIXA DE CAMBIOCAIXA DE CAMBIO
Caixa de Câmbio PowerShift
� Na faixa de trabalho para as operações de campo, de 5 a 12 
km/h, o câmbio PowerShift oferece 8 marchas de trabalho.
CAIXA DE CAMBIOCAIXA DE CAMBIOCAIXA DE CAMBIOCAIXA DE CAMBIO
Caixa de Câmbio PowerShift
0
8
16
24
32
40
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 R1 R2 R3 R4
Km/h
5
12
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POWERSHIFT
CAIXA DE CAMBIOCAIXA DE CAMBIOCAIXA DE CAMBIOCAIXA DE CAMBIO
� Não possui posições 
definidas para as 
marchas e a velocidade 
varia infinitamente 
dentro de uma gama 
determinada pelas 
relações entre as 
engrenagens do 
conjunto.
CAIXA DE CAMBIOCAIXA DE CAMBIOCAIXA DE CAMBIOCAIXA DE CAMBIO
Transmissão Infinitamente Variável
CAIXA DE CAMBIOCAIXA DE CAMBIOCAIXA DE CAMBIOCAIXA DE CAMBIO
� Sincronizada
� PowerQuad
� PowerShift
Comparativo entre os sistemas
7,5 96
Velocidade trabalho
Velocidade Média
Velocidade Máxima
7,5
96
Velocidade Mínima
Velocidade trabalho
Velocidade Máxima
96
Velocidade Mínima
Velocidade trabalho
Velocidade Máxima
� Em tratores agrícolas a variação de velocidade de deslocamento não
deve ser obtida por meio da variação de rotação do motor (alavanca
do acelerador)
� O motor deve realizar a operação agrícola em rotação constante
(entre a rotação de POTÊNCIA máxima e de TORQUE máximo) =
ROTAÇÃONOMINAL DATDP
� O Escalonamento de marchas é que define a velocidade de
deslocamento recomendada em função do tipo de operação
CAIXA DE CAMBIOCAIXA DE CAMBIOCAIXA DE CAMBIOCAIXA DE CAMBIO
ESCALONAMENTO DE MARCHAS
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SELEÇÃO DE MARCHAS
CAIXA DE CAMBIOCAIXA DE CAMBIOCAIXA DE CAMBIOCAIXA DE CAMBIO CAIXA DE CAMBIOCAIXA DE CAMBIOCAIXA DE CAMBIOCAIXA DE CAMBIO
ESCALONAMENTO DE MARCHAS
CAIXA DE CAMBIOCAIXA DE CAMBIOCAIXA DE CAMBIOCAIXA DE CAMBIO
ESCALONAMENTO DE MARCHAS
Sistema de cambioSistema de cambioSistema de cambioSistema de cambio
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DIFERENCIALDIFERENCIALDIFERENCIALDIFERENCIAL
� Permite que as rodas motrizes 
girem à diferentes rotações
DIFERENCIALDIFERENCIALDIFERENCIALDIFERENCIAL
� No diferencial existe um conjunto de satélites e duas 
planetárias, sendo uma planetária para cada semieixo 
do trator 
DIFERENCIALDIFERENCIALDIFERENCIALDIFERENCIAL DIFERENCIALDIFERENCIALDIFERENCIALDIFERENCIAL
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DIFERENCIALDIFERENCIALDIFERENCIALDIFERENCIAL DIFERENCIALDIFERENCIALDIFERENCIALDIFERENCIAL
DIFERENCIALDIFERENCIALDIFERENCIALDIFERENCIAL
BLOQUEIO DO DIFERENCIAL
DIFERENCIALDIFERENCIALDIFERENCIALDIFERENCIAL
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REDUÇÃO FINALREDUÇÃO FINALREDUÇÃO FINALREDUÇÃO FINAL
� Produz grande redução de rotação e correspondente
aumento de torque.
� A redução final é necessária em veículos que usam rodas
de grande diâmetro por causa da necessidade de maior
torque de acionamento
� Geralmente a relação de transmissão na redução final
está na faixa de 4:1 a 5:1.
REDUÇÃO FINALREDUÇÃO FINALREDUÇÃO FINALREDUÇÃO FINAL
REDUÇÃO FINALREDUÇÃO FINALREDUÇÃO FINALREDUÇÃO FINAL SISTEMA DE TRANSMISSÃO PARA O EIXO SISTEMA DE TRANSMISSÃO PARA O EIXO SISTEMA DE TRANSMISSÃO PARA O EIXO SISTEMA DE TRANSMISSÃO PARA O EIXO 
DIANTEIRODIANTEIRODIANTEIRODIANTEIRO
� A transmissão dianteira de um trator tem a função de 
distribuir a potência do motor também para o rodado 
dianteiro, esta característica agrega em torno de 30% 
de capacidade de tração do trator.
� Tipos de transmissões Dianteiras: com acionamento 
mecânico ou hidráulico
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� Tipo 1: 540 rpm, eixo de 35 mm para 
tratores com até 65 kW de potência na 
TDP
� Tipo 2: 1000 rpm, eixo de 35 mm para 
tratores de 45 a 120 kW de potência na 
TDP
� Tipo 3: 1000 rpm, eixo de 45 mm para 
tratores de 110 a 190 kW de potência na 
TDP
SISTEMA DE TRANSMISSÃO PARA A TDPSISTEMA DE TRANSMISSÃO PARA A TDPSISTEMA DE TRANSMISSÃO PARA A TDPSISTEMA DE TRANSMISSÃO PARA A TDP SISTEMA DE TRANSMISSÃO PARA A TDPSISTEMA DE TRANSMISSÃO PARA A TDPSISTEMA DE TRANSMISSÃO PARA A TDPSISTEMA DE TRANSMISSÃO PARA A TDP
SISTEMA DE TRANSMISSÃO PARA A TDPSISTEMA DE TRANSMISSÃO PARA A TDPSISTEMA DE TRANSMISSÃO PARA A TDPSISTEMA DE TRANSMISSÃO PARA A TDP
� A rotação da TDP é independente da velocidade do trator
� O acoplamento é feito antes da caixa-de-marchas
EMBREAGEM
CAIXA
COROA-PINHÃO
TDP
LUVA DE ACOPLAMENTIO
EIXO PRIMÁRIO
SISTEMA DE TRANSMISSÃO PARA A TDPSISTEMA DE TRANSMISSÃO PARA A TDPSISTEMA DE TRANSMISSÃO PARA A TDPSISTEMA DE TRANSMISSÃO PARA A TDP
� A rotação da TDP varia com a velocidade do trator
� O acoplamento é feito depois da caixa-de-marchas
TDP
TDP
CAIXA-DE-MARCHAS ACOPLAMENTO
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POTÊNCIA LÍQUIDA NO MOTOR
TRANSMISSÃO
T.D.P.
EIXO
BARRA DE TRAÇÃO
0,96 a 0,98
0,90 a 0,92 0,85 a 0,89
0,75 a 0,81
0,92 a 0,93
PADRÃO ASAE 496.2
PERDAS DAS TRANSMISSÕESPERDAS DAS TRANSMISSÕESPERDAS DAS TRANSMISSÕESPERDAS DAS TRANSMISSÕES ExemploExemploExemploExemplo
� Determinar a relação de transmissão e a rotação de uma roda motriz
de 1,80m de diâmetro efetivo, sendo que a transmissão até o rodado
segue o esquema a seguir:
ExemploExemploExemploExemplo
� Para se calcular com base no número de dentes (n), usa-se a relação
MOVIDA/MOTORA
ExemploExemploExemploExemplo
RT = (n2/n1) (n4/n3) (n6/n5) (n7/n6)
RT = (90/15) (85/25) (90/20) (80/90)
RT = 6*3,4*4,5*0,89
RT = 81,7:1
Para cada 81,7 rotações do motor a roda gira 1 vez
Se o diâmetro da roda é 1,80m...
Perímetro da Roda = 2 π r
Perímetro da Roda = 2 π 0,90 = 5,65m
1 volta da RODA = 5,65m � 81,7 rpm no MOTOR
X volta da RODA/min � 1200 rpm no MOTOR
X = 82,99 m/min = 4,99 Km/h
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ExemploExemploExemploExemplo
RT = (n2/n1) (n4/n3) (n6/n5) (n7/n6)
RT = (90/15) (85/25) (90/20) (80/90)
RT = 6*3,4*4,5*0,89
RT = 81,7:1
Para cada 81,7 rotações do motor a roda gira 1 vez
Se o diâmetro da roda é 1,80m...
Perímetroda Roda = 2 π r
Perímetro da Roda = 2 π 0,90 = 5,65m
1 volta da RODA = 5,65m � 81,7 rpm no MOTOR
X volta da RODA/min � 1200 rpm no MOTOR
X = 82,99 m/min = 4,99 Km/h
Dúvidas?Dúvidas?Dúvidas?Dúvidas?
Instituto de Tecnologia-Departamento de Engenharia