4 Teórica Máquinas e Mecanização Florestal

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Quarta Aula Teórica 
Maquinas e Mecanização Agrícola GNE-159 
Prof. Volpato 
 
Sistema de Transmissão de Potência 
O sistema de transmissão é um conjunto de mecanismos responsáveis pela recepção, 
transformação e transmissão da potência do motor até locais de utilização nos tratores. O 
sistema de transmissão do trator é o responsável em levar a potência produzida pelo motor 
até as rodas motrizes. Na realidade seu grande objetivo é o de adaptar o motor utilizado aos 
requerimentos do trabalho agrícola. A fundamentação teórica de uma transmissão de 
tratores é a alteração de torque e velocidade em função do acoplamento de engrenagens que 
estiverem unidas no momento. Forma-se uma cadeia cinemática por onde a rotação do 
motor é reduzida e o torque é ampliado. Atualmente, no que envolve projeto de tratores, 
este elemento tornou-se à parte mais destacada pela sua importância funcional e pelo seu 
preço. Cada par de engrenagens acoplado reduzirá, na maioria das vezes, a rotação e 
ampliará o torque na razão direta na relação direta dos números de dentes das engrenagens 
envolvidas. Multiplicando-se entre si todas as relações entre as engrenagens, se obterá a 
relação de transmissão total do trator. 
Para que seja adaptado a todas as operações agrícolas um trator um trator deve-se se 
deslocar na faixa compreendida entre 0,8 e 40 km/h (Tabela 01). O limite inferior depende 
de sua aplicabilidade a trabalhos de baixíssima velocidade e o superior depende 
basicamente da limitação imposta pela regulamentação do tráfego em estradas pelo país de 
origem. Com esta faixa de velocidades utilizada na agricultura são necessárias relações de 
transmissão (redução) de 500:1 a 30:1. 
 
 
 
 
 
 
Tabela 01: Grupos de velocidades (Km/h) de deslocamento em função dos tipos de 
operação. 
Velocidade Km.h-1 Tipo de Trabalho 
0,8 a 2,5 Lentos, como transplantio de mudas com alimentação manual, 
envaletamento. 
2,5 a 6,0 Aração, grade aradora, subsolagem, escarificação. 
6,0 a 12 Grade niveladora, semeadura, pulverização, distribuição de adubos e 
corretivos. 
12 a 40 Transporte interno e em estradas vicinais ou pavimentadas. 
 
 
 
 
Nestes termos, pode-se dizer que existem três tipos básicos de transmissão: mecânica, 
hidrostática e hidrodinâmica. 
Nos tratores agrícolas os principais locais de utilização de potência são: tomada de 
potência, sistema hidráulico do engate de três pontos e barra de tração. A potência, nesses 
diferentes locais, pode ser determinada pelas seguintes equações: 
 
POTÊNCIA NO MOTOR 
 
7560
2


 mmm
NT
P  
em que, 
mP = potência no motor, cv; 
mT = torque no motor, m.kgf; 
mN = rotação no motor, rpm. 
 
POTÊNCIA NA TDP 
 
7560
2


 TDPTDPTDP
NTP  
em que, 
TDPP = potência na TDP do trator, cv; 
TDPT = torque na TDP do trator, m.kgf; 
TDPN = rotação na TDP do trator, rpm. 
POTÊNCIA NOS RODADOS 
 
7560
2


 rrr
NTP  ou tmr EPP  
em que, 
rP = potência nos rodados, cv; 
rT = torque nos rodados, m.kgf; 
rN = rotação nos rodados, rpm; 
tE = eficiência do sistema de transmissão. 
POTÊNCIA NA BARRA DE TRAÇÃO 
 
75
VFP btbt

 ou rrbt EPP  
 
em que, 
btP = potência na barra de tração, cv; 
btF = força na barra de tração, kgf; 
V = velocidade de deslocamento, m.s-1; 
rE = eficiência de tração dos rodados. 
 
RENDIMENTO DE TRAÇÃO 
rtt EEn  ou 
m
bt
t P
Pn  
em que, 
tn = Rendimento de tração. 
TIPOS DE MECANISMOS DE TRANSMISSÃO 
Os mecanismos de transmissão são projetados para proporcionar ampla variação de 
potência na barra de tração. As transmissões podem ser mecânicas, hidráulicas ou 
hidromecânicas: 
 Transmissões mecânicas de contato direto de engrenagens; 
 Transmissões hidráulicas por meio de fluxo de óleo; 
 Transmissões hidromecânicas que associam componentes hidráulicos e mecânicos. 
As transmissões hidráulicas pode ser hidrodinâmicas ou hidrostáticas. 
Transmissão Mecânica 
O sistema de transmissão é o responsável em levar a potência produzida pelo motor 
até as rodas motrizes. Seus componentes são: Embreagem, Caixa de Marchas, Diferencial, 
Semi-eixos Traseiros e Redução Final. 
 Principais mecanismos de transmissões mecânicas presentes nos tratores agrícolas 
são: 
 Embreagem de volante 
 Caixa de mudanças de marchas ou câmbio 
 Diferencial 
 Comando final e, nos tratores de esteiras, a embreagem de direção 
 Rodas motrizes 
 Tomada de potência (TDP) 
 
 
Figura 2: Sistema de transmissão de um trator 
CAIXA DIF 
REDUÇÃO FINAL
EMBREAGEM
Motor 
 
Transmissão Hidrostática ou Semi-Automática (câmbio em carga) 
 O chamado câmbio em carga é o primeiro estágio de automatização da caixa de 
transmissão dos tratores agrícolas. Esse sistema torna possível a redução da velocidade e 
conseqüente ampliação do torque sem a necessidade de parar o trator (caixa seca) ou pisar 
na embreagem (caixa sincronizada). Mesmo porque nas caixas chamadas sincronizadas a 
troca de marchas,em trabalho, muitas vezes leva à imobilização imediata do trator, 
inviabilizando essa tecnologia. 
Como exemplo de câmbio em carga, podemos citar todas as transmissões que 
incorporaram pacotes de discos acionados eletro-hidraulicamente por um interruptor na 
alavanca de mudanças de marcha, conhecido, segundo a marca a que pertencem como: 
Dual power, hi-lo, multi-torque, power shift, etc. Também, a exemplos no Brasil de 
transmissões integralmente baseadas neste sistema, como a transmissão Powrquad dos 
tratores Jhon Deere que é composta por conjuntos de engrenagens epcicloidais comandadas 
por embreagens e freios hidráulicos com um inversor. É dividida em quatro grupos com, 
com três marchas e o inversor que somente divide a caixa em ré e marcha para frente. 
Todas as trocas de marcha dentro e fora dos grupos podem ser trocadas sem u uso da 
embreagem. Outro exemplo de câmbio integral é o existente na linha de tratores Case, 
vendida no Brasil. 
Transmissão Hidrodinâmicas 
 As transmissões hidrodinâmicas são mais difíceis de serem encontradas que as 
demais e não equipam tratores agrícolas brasileiros. Também são conhecidas como 
transmissões hidráulicas. 
Número de Velocidades nas Caixas de Câmbio 
 Na década de 60, o normal era um trator ter seis marchas, posteriormente, a partir da 
década de 70, oito e doze velocidades era o número que se esperava nos projetos novos. 
Atualmente, a maioria dos tratores tem entre 12 e 36 velocidades, com predominância para 
os tratores de 12 e 16 marchas, com uma tendência de aumento para a próxima década. O 
número de velocidades por caixa de marcha é muito variável e depende de marcas e 
modelos de cada trator. Quanto mais velocidades compuserem a caixa de transmissão, mais 
fácil a adaptação deste veículo aos diferentes trabalhos exigidos pelos sistemas agrícolas. 
Quanto mais específica for a aplicação do trator menor a sua exigência em número de 
velocidades. A tabela 3 mostra exemplos de transmissões e velocidades para alguns tratores 
nacionais. 
Tabela 2: Exemplos de transmissões e velocidades para alguns tratores nacionais. 
Marca Tipo de Caixa Nº de Marchas Arranjo 
John Deere Sincronizada 9F 3R 3 grupos e 3 velocidades; 2 alavancas 
John Deere Hidrostática 16F 16R 4 grupos ,4 velocidades e inversor; 3 
alavancas 
MF Seca 8F 2R 2 grupos e 4 velocidades; 2 alavancas 
MF Seca 12F 4R 2 grupos de redução, 3 velocidades e 2 
tipos de regime; 3 alavancas 
MF Sincronizada 12F 4R Grupos (2+2) e 3 velocidades; 2 alavancas 
MF Hidrostática 18F 3R 3 grupos e 3 velocidades; 1 alavancas e 
botão de acionamento do pawer shift. 
New 
Holland 
Sincronizada12F 4R 2 grupos e 4 velocidades; 3 alavancas 
New 
Holland 
Sincronizada* 12F 12R 3 grupos ,4 velocidades e inversor; 3 
alavancas 
New 
Holland 
Sincronizada** 20F 4R 3 grupos , 4 velocidades e super-redutor; 3 
alavancas 
New 
Holland 
Hidrostática 24F 12R 4 grupos e 3 velocidades; 2 alavancas e 
botão de acionamento do pawer shift. 
* Com inversor, ** Com super-redutor, F=Marcha à frente, R= Marcha a ré. 
 A vantagem de um câmbio com muitas marchas é que torna possível trabalhar na 
velocidade exata que a operação requer, propiciando qualidade de trabalho e economia de 
combustível. Como desvantagem pode-se relacionar o maior custo, a maior possibilidade 
de erro na seleção da marcha e a necessidade de treinamento mais apurado do operador. 
 
Figura 3: escalonamento de marchas de um trator 
 
Esquema de cálculo de uma transmissão do motor a barra de tração 
 
 
Rotação Motor: 2200 rpm 
Torque Motor: 25 kgf.m 
Eficiência Transmissão: 90% 
Eficiência tração: 85% 
Diâmetro do Pneu: 1,70 m 
Relações de transmissão: K1= 2:1; K2=3; 1; K3= 4:1; K4= 5:1