CAPITOLUL 2

REGIMUL DE CALCUL AL TRANSMISIEI MECANICE (I)

2.1 DETERMINAREA REGIMULUI DE CALCUL LA SOLICITĂRI STATICE

2.1.1 Regimul de calcul la solicitări statice în cazul tractoarelor pe roţi

Calităţile de tracţiune ale tractoarelor sunt limitate fie de puterea motorului (tractorul este încărcat până când motorul se opreşte), fie de aderenţa sistemului de rulare cu solul (tractorul este încărcat până când patinează complet). Acest lucru este pus în evidenţă de cercetările teoretice şi experimentale, precum şi de exploatarea curentă a tractoarelor. Calculul transmisiei mecanice la solicitări statice se face pornind tocmai de la această constatare.

Pentru stabilirea momentului de calcul se poate folosi următoarea metodică:

Se determină momentul de torsiune Mcm transmis de motor organului respectiv, folosindu-se relaţia:

(2.1)

în care:Mn - momentul nominal al motorului;

i' - raportul de transmitere de la motor până la piesa care se calculează;’ - randamentul transmisiei pe aceeaşi porţiune.

Pentru organele transmisiei plasate după arborele secundar al cutiei de viteze trebuie să se ia în considerare posibilităţile de divizare a puterii.

Se determină momentul de torsiune Mccare poate fi realizat din condiţia de aderenţă:

(2.2)

în care: Z - sarcina verticală aderentă care limitează momentul de torsiune în punctul considerat (v. exemplele următoare);

- coeficient de aderenţă (în mod obişnuit, în cazul tractoarelor pe roţi se adoptă );

r - raza dinamică a roţii;i” - raportul de transmitere de la piesa care se calculează până la roata/roţile

motoare pe care acţionează sarcina Z;” - randamentul corespunzător lanţului cinematic considerat.

Din cele de mai sus rezultă: i’i” = itr şi ’” = tr, unde itr este raportul total de transmitere al transmisiei, iar tr - randamentul total al transmisiei.

Se compară momentul de torsiune Mcm cu Mcşi, dacă cele două momente nu sunt egale, calculul se face la momentul cel mai mic.

Prin urmare, momentul de calcul la solicitări statice

(2.3)

Momentul Mc este momentul maxim realizabil (este un moment potenţial):

dacă Mcm < Mcmotorul se opreşte (calează), momentul realizabil este Mcm;

21

dacă Mcm > Mctractorul patinează total, momentul realizabil este Mc

Momentul de torsiune realizabil este, aşadar, momentul minim dintre cele două.La determinarea momentului de torsiune Mc din condiţia de aderenţă cu solul trebuie

să se ia în considerare faptul că la tractoarele pe roţi sarcina verticală care acţionează asupra roţilor motoare poate varia în timpul în timpul exploatării ca urmare a următoarelor cauze: lestarea tractorului, redistribuirea sarcinilor verticale între punţi sub influenţa greutăţii maşinilor şi uneltelor purtate, a forţei de tracţiune şi a interacţiunilor în sistemul tractor – maşină agricolă – sol. De aceea, la stabilirea greutăţii aderente a tractoarelor pe roţi trebuie să se ia în considerare cazul cel mai defavorabil, însă posibil, de încărcare a roţilor motoare.

Dacă nu sunt date suficiente pentru determinarea sarcinilor verticale maxime pe roţi, sarcina pe un pneu se adoptă egală cu capacitatea de încărcare a acestuia, care depinde de tipul şi dimensiunile pneului şi de presiunea aerului din el.

Fig. 2.1. Schema bloc a transmisiei unui tractor pe roţi 4x2.

Pentru organele transmisiei plasate după diferenţial trebuie să se aibă în vedere particularităţile dinamice ale acestuia, şi anume distribuirea momentului de torsiune de la carcasa diferenţialului între cei doi arbori planetari. Pentru determinarea momentelor de torsiune la fiecare arbore planetar se foloseşte schema din figura 2.2, din care rezultă:

. (2.4) unde este coeficient de blocare a diferenţialului, care are următoarele valori:

pentru diferenţiale neblocabile;pentru diferenţiale autoblocabile; pentru diferenţiale cu blocare facultativă.

În tabelul 2.1 sunt prezentate relaţiile de calcul în patru puncte caracteristice ale transmisiei unui tractor 4x2, a cărei schemă bloc este dată în figura 2.1.

Fig. 2.2. Schema bloc a diferenţialului cu momentele de calcul.

Tabelul 2.1

Momentul de calcul în patru puncte caracteristice ale transmisiei tractorului 4x2

Momentul de calcul

22

Punctul în fig.2.1

Momentul de calcul adoptat

Limitat de motor Limitat de aderenţă

1

2

3

4

La tractoarele 4x4 (fig. 2.3), pentru organele transmisiei plasate înainte de divizarea fluxului de putere la cele două punţi motoare, momentul de calcul se stabileşte luându-se în considerare întreaga greutate a tractorului.

Fig. 2.3. Schema bloc a transmisiei unui tractor pe roţi 4x4.

Astfel, pentru punctul 1 din figura 2.3 momentul de calcul se stabileşte folosind relaţiile:

întrucât

23

,

se poate scrie

.

Adică se poate

considera că întreaga greutate a tractorului este plasată fie pe puntea din faţă, fie pe puntea din spate, iar momentul din condiţia de aderenţă este redus la arborele ambreiajului folosind parametrii punţii motoare corespunzătoare.

Evident, şi în acest caz, momentul de calcul va fi: .Tabelul 2.2

Momentul de calcul în opt puncte caracteristice ale transmisiei tractorului 4x4

Punctul în fig.2.3

Momentul de calcul Momentul de calcul adoptatLimitat de motor Limitat de aderenţă

1

2

3

4

5

6

7

8

În mod analog, în punctul 2 din figura 2.3 momentul de calcul va fi:

24

Pentru celelalte puncte ale transmisiei momentele de calcul sunt date în tabelul 2.2.

2.1.2 Regimul de calcul la solicitări statice în cazul tractoarelor pe şenile

Şi în cazul acestor tractoare se foloseşte aceeaşi metodă de calcul. Se consideră că tractorul este exploatat pe o pantă transversală, când repartiţia greutăţii pe cele două şenile este cea din figura 2.5. La stabilirea momentului transmis de motor se are în vedere că la viraj întreaga putere se transmite unei singure şenile.

În continuare, se stabileşte momentul de calcul în cinci puncte ale transmisiei, a cărei schemă bloc este dată în figura 2.4, comparându-se momentul transmis de motor cu cel din condiţia de aderenţă.

În punctul 1:

În punctul 2:

În punctul 3:

În punctul 4:

În punctul 5:

În cazul tractoarelor cu ambreiaje de direcţie id = 1, diar în cazul utilizării mecanismelor planetare de direcţie id > 1, d

Raza dinamică r a roţii motoare se calculează din relaţia:

(2.5)

25

Fig. 2.5. Repartiţia greutăţii pe cele două şenile.

Fig. 2.4. Schema bloc a unui tractor pe şenile.

în care:ts este pasul şenilei;z - numărul de zale care se înfăşoară pe roata motoare în timpul unei rotaţii.

26