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20/09/2016 1
Curso de Mecánica Aplicada Transmisiones de Potencia
Año 2016
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20/09/2016 2
NOA
• Azúcar
• Tabaco
• Cítricos
• Oleaginosas: Soja y Olivo
• Vino
• Bovino Carne
• Legumbres y Hortalizas
• Forestal Nativo
• Miel
• Camélidos
• Textil Algodonero
NEA • Bovino Carne
• Textil Algodonero
• Oleaginosas: Soja
• Forestal Implantado
• Forestal Nativo
• Yerba Mate y Te
• Arroz
• Cítricos
• Hortalizas
• Tabaco
CUYO
• Frutas de Pepita y de Carozo
• Vino
• Oleaginosas: Olivo
• Legumbres y Hortalizas
• Bovino Carne
PATAGONIA
• Textil Lanero
• Ovino Carne
• Manzana y Pera
• Fruta Fina y Dulces
• Forestal Nativo
• Bovino Carne
• Vino
• Miel
PAMPEANA • Trigo y Maíz
• Oleaginosas Soja - Girasol
• Bovino Carne
• Bovino Lácteos
• Legumbres y Hortalizas
• Porcino
• Frutas
• Arroz
• Pollos y Huevos
• Forestal Implantado
MAPA PRODUCTIVO DE ARGENTINA
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20/09/2016 3
Costo de Implantación
Agroquímicos
22%
Maquinaria
54%
Semilla
24%
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20/09/2016 4
Importancia de la Siembra Directa en el
desarrollo y venta de Maquinaria Agrícola
Siembra Convencional Siembra Directa Sectores que ganan
Sembradoras de
siembra directa.
Pulverizadoras.
Cosechadoras
(equipamiento).
Fertilizadoras.
Sectores que pierden
Arados y rastras.
Tractores.
Proveedores de
repuestos de desgaste.
Alto requerimiento de
mecanización.
Roturación primaria de
suelo y preparación de
cama de siembra.
Control mecánico de
malezas.
Alta utilización del
tractor.
No requiere roturación
primaria de suelo, ni
preparación de cama.
Control químico de
malezas.
Reduce hasta un 60% la
utilización del tractor.
Mejora la competiti-
vidad, rentabilidad y
sustentabilidad de las
explotaciones agrícolas.
Con Labranza
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20/09/2016 5
Participación nacional en la producción de maquinaria
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20/09/2016 6
Edad del parque de tractores
Media = 16 años
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Mercado de Tractores en Argentina Año 2015
Fabricantes: Nº Tractores % Mercado
AGCO
Agco Allis +
Challenger + MF +
Valtra
John Deere
CNH
PAUNY
Total 2014 6000 100%
Total 2015: 5319 100%
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20/09/2016 10
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20/09/2016 11
Otros Mercados
Vendidos
2013/14
Sup.Cult.
(M. Há)
Brasil 2014 65.200
2015 37.381 65
España 2004 * 20.000
2012 * 8.655
2013 * 8.859
2014*10.004
24
Argentina 2013 6.983
2014 6.000
2015 5.319
35
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20/09/2016 12
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20/09/2016 13
Demanda de Maquinaria Agrícola en el
mundo:
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Mercado mundial de MA:
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El mercadeo de un tractor agrícola HOY pasa por la TRANSMISIÓN
20/09/2016 15
HORIZONTALIZACIÓN de la
industria en busca de una
ECONOMÍA de ESCALA
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20/09/2016 16
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20/09/2016 17
LA POTENCIA Y EL DISEÑO DEL TRACTOR
TRACCION SIMPLE T.DELANTERA
ASISTIDA
DOBLE TRACCION
POTENCIA
MAXIMA RECOMENDABLE
110 A 120 CV 120 A 200 CV Mas de 200 CV
DISTRIBUCION DE PESO
30 - 70 40 - 60 70 - 30
MAXIMA EFICIENCIA
50 al 60 60 al 70 75 al 80 %
60 a 100 CV
100 a 200
CV
200 a 350
CV
55 a 60 % 66 a 68% 75 a 80 %
33 – 66 % 40 – 60 70 – 30 %
Tractiva
Global
2WD FWA 4WD
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2WD
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20/09/2016 19
Motor
Embrague
Caja de cambios
Mando final
Diferencial
Mando Final
Tren cinemático tractor 2WD
MOTOR EMBRAGUE
CAJA DE
CAMBIOS
DIFERENCIAL
MANDOS
FINALES
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20/09/2016 20
Tren cinemático 2WD
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20/09/2016 21
Prestación y manejo de los diferentes diseños básicos Dos ruedas motrices (2WD)
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20/09/2016 22
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20/09/2016 23
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20/09/2016 24
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20/09/2016 25
Prestación: 2WD :
mN/bNTG
Eficiencia tractiva Global ~ 0,60
ejebTN NN /
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20/09/2016 26
66% 33% Estático
Marcha 85% 15%
Dos ruedas motrices (2WD) Sólo si falta
dirección:
valijines
delanteros
T
V
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20/09/2016 27
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20/09/2016 28
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20/09/2016 29
Tracción Delantera Asistida (FWA)
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20/09/2016 30
4.2. Tracción Delantera Asistida (FWA)
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20/09/2016 31
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20/09/2016 32
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20/09/2016 33
Tren cinemático FWA
Caja Transferencia Avance Cinemático
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20/09/2016 34
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20/09/2016 35
Manejo del contrapesado: FWA
40%
60%
ηTG ~ 0,66
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20/09/2016 36
Avance cinemático, contrapesado y powerhop.
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20/09/2016 37
Ensayo de Tracción para evaluar el Galopeo (Power Hop)
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20/09/2016 38
Esfuerzo creciente en barra de tiro sin power hop
Esfuerzo creciente en barra de tiro CON power hop
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20/09/2016 39
Batalla
Enganche
Lastre
Masa
30% 70%
Tracción
15% 85%
Balanza
Cuidados: No aumentar lastres delanteros, ojo al recambio rodado delantero !
LB Tiro
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20/09/2016 40
Sólo equipos montados en tres puntos pueden justificar este nivel de lastre
delantero. Un equipo de arrastre NUNCA !
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20/09/2016 41
Doble Tracción de ruedas iguales (4WD)
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20/09/2016 42
4WD chassis rígido.
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20/09/2016 43
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20/09/2016 44
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20/09/2016 45
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20/09/2016 46
Doble Tracción
ruedas iguales
(4WD)
Chassis articulado
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20/09/2016 47
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20/09/2016 48
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20/09/2016 49
4WD sin caja transferencia
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20/09/2016 50
4WD con caja transferencia en bloque motor.
Embrague difícil recambio
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20/09/2016 51
70% 30% Estático
Ideal Dinám. 50% 50%
30% 70% Real Dinam.
Pesos:
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20/09/2016 52
Prestación: 4WD: ηTG ~ 0,8 Manejo del contrapesado 4WD Aumentar responsabilidad del tren delantero para una mejor división del par motor.
Importante: anclaje de duales en
función colocación Mandos Finales:
Proximales o Distales.
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20/09/2016 53
Palier libre, duales independientes
Palier libre, duales independientes
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20/09/2016 54
Palier libre Con esparragos y aro
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20/09/2016 55
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20/09/2016 56
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20/09/2016 57
![Page 58: Presentación de PowerPointaulavirtual.agro.unlp.edu.ar/pluginfile.php/25810/mod... · 2016-09-20 · DOBLE TRACCION POTENCIA MAXIMA RECOMENDABLE 110 A 120 CV 120 A 200 CV Mas de](https://reader034.vdocumento.com/reader034/viewer/2022042100/5e7c85e1913c966fde71b26f/html5/thumbnails/58.jpg)
20/09/2016 58
Manejo de lastres
50% 50%
Equidistancia pivot ejes ruedas
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20/09/2016 59
3er clase transmisión Martes 06
Miercoles 07
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20/09/2016 60
5. Toma de Potencia: (PTO) Power Take Off 5.1. Categorías estandarizadas 5.2. Armonización de conjuntos
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20/09/2016 61
TPP
(PTO)
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20/09/2016 62
![Page 63: Presentación de PowerPointaulavirtual.agro.unlp.edu.ar/pluginfile.php/25810/mod... · 2016-09-20 · DOBLE TRACCION POTENCIA MAXIMA RECOMENDABLE 110 A 120 CV 120 A 200 CV Mas de](https://reader034.vdocumento.com/reader034/viewer/2022042100/5e7c85e1913c966fde71b26f/html5/thumbnails/63.jpg)
20/09/2016 63
Toma Posterior de Potencia (TPP)
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20/09/2016 64
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20/09/2016 65
![Page 66: Presentación de PowerPointaulavirtual.agro.unlp.edu.ar/pluginfile.php/25810/mod... · 2016-09-20 · DOBLE TRACCION POTENCIA MAXIMA RECOMENDABLE 110 A 120 CV 120 A 200 CV Mas de](https://reader034.vdocumento.com/reader034/viewer/2022042100/5e7c85e1913c966fde71b26f/html5/thumbnails/66.jpg)
20/09/2016 66
![Page 67: Presentación de PowerPointaulavirtual.agro.unlp.edu.ar/pluginfile.php/25810/mod... · 2016-09-20 · DOBLE TRACCION POTENCIA MAXIMA RECOMENDABLE 110 A 120 CV 120 A 200 CV Mas de](https://reader034.vdocumento.com/reader034/viewer/2022042100/5e7c85e1913c966fde71b26f/html5/thumbnails/67.jpg)
20/09/2016 67
SAME Golden escalonamiento
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20/09/2016 70
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20/09/2016 71
TPP o PTO: Categorías
Cat. II. 21 estrías
Cat. I. 06 estrías
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20/09/2016 72
![Page 73: Presentación de PowerPointaulavirtual.agro.unlp.edu.ar/pluginfile.php/25810/mod... · 2016-09-20 · DOBLE TRACCION POTENCIA MAXIMA RECOMENDABLE 110 A 120 CV 120 A 200 CV Mas de](https://reader034.vdocumento.com/reader034/viewer/2022042100/5e7c85e1913c966fde71b26f/html5/thumbnails/73.jpg)
20/09/2016 73
![Page 74: Presentación de PowerPointaulavirtual.agro.unlp.edu.ar/pluginfile.php/25810/mod... · 2016-09-20 · DOBLE TRACCION POTENCIA MAXIMA RECOMENDABLE 110 A 120 CV 120 A 200 CV Mas de](https://reader034.vdocumento.com/reader034/viewer/2022042100/5e7c85e1913c966fde71b26f/html5/thumbnails/74.jpg)
20/09/2016 74
![Page 75: Presentación de PowerPointaulavirtual.agro.unlp.edu.ar/pluginfile.php/25810/mod... · 2016-09-20 · DOBLE TRACCION POTENCIA MAXIMA RECOMENDABLE 110 A 120 CV 120 A 200 CV Mas de](https://reader034.vdocumento.com/reader034/viewer/2022042100/5e7c85e1913c966fde71b26f/html5/thumbnails/75.jpg)
20/09/2016 75
Orugas
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20/09/2016 76
Armonización: Elasticidad del motor / Caja de cambios
Marchas lentas: Nunca N máx. de
Tracción por exceso Patinamiento
Marchas de trabajo: Ojalá contenga la
marcha de N máx. de Tracción
Marchas de Transporte: Nunca N máx.
por exceso del autotransporte
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20/09/2016 77
¿Alguien entiende las nuevas transmisiones?
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20/09/2016 78
Automatización de la Transmisión. Pasos.
1. Sincronizador de marchas
2. CAMBIOS BAJO CARGA:
2.1. Dos alternativas x marcha: Hi Lo
2.2. Cuatro alternativas x marcha: Case
2.3. Todas las marchas: POWER SHIFT
2.3.1.Manual
2.3.2. Asistida por CPU
3. VARIACIÓN CONTINUA DE VELOCIDAD (CVT)
3.1. Hidrodinámica: Convertidor de Par. FENDT
3.2. Mecánica: Poleas de Paso Variable
3.3. Hidrostática: HST Directa o a la Transmisión
3.4. Hidro Mecánica: HMT
3.4.1. Acoplada a la salida del epicicloide (Fendt 1996)
3.4.2. Acoplada a la entrada del epicicloide (Steyr 2000)
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20/09/2016 79
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20/09/2016 80
Transmisiones
Hidráulicas:
HIDROSTÁTICA
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20/09/2016 81
Transmisión
Hidrostática:
Bomba-Motor
Variación de
velocidad:
otro paso
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20/09/2016 82
Hans Thoma
(1887-1973)
Vickers, USA, desarrollado para aviones por un contrato: 1935-1941.
El principio de la variación de velocidad:
Motores y Bombas de cilindrada Variable.
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20/09/2016 83
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Independencia para el posicionamiento del motor de
combustión
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Primera etapa de desarrollo
de la variación continua de
velocidad
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Tren cinemático combinando transmisión hidrostática y mecánica
en serie.
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3.3. HST Tractor: 1954 Prototipo
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Otros intentos de la fase intermedia de desarrollo
INTRAC 1974
Versatile en Canada (80’s)
BIMA en Francia (80’s)
Razones para no consolidarse como Innovaciones esos
Desarrollos Tecnológicos:
1. Las Transmisiones mecánicas eran más baratas y eficientes
2. Ausencia de un desarrollo acorde de la Electro-Hidráulica
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2. Cambio Bajo Carga:
Los primeros tuvieron dos alternativas para cada
marcha seleccionada mecánicamente:
Hi Lo, Powermatic, Powertronic, Dual Power
Esta alternativa es
válida para las
velocidades de trabajo,
en transporte basta la
sincronización.
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2.3. Power Shift
Molari y Sedoni, 2008: Analizaron pérdidas en una transmisión Power Shift Eficiencia: 0,7
52% = Fricción, 4% Discos de freno, 4% Mandos Finales = 60%
El restante 40% = Salpicado del aceite de lubricación.
Proponen: reducir cantidad de aceite.
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Cuatro principios básicos para una variación continua de velocidad:
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El antecedente inmediato anterior del Vario. Uso paralelo de la Hidrostática
Radiador !
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4.2. CVT: Hidrostática + Mecánica (en paralelo) Principios de los CVT con alternativa divisoria de potencia:
Son necesarios para ubicar un
rango de rendimiento acorde a las
mayores potencias (>50kW).
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Entrada 1
(N mecánica)
Entrada 2
(N hidrostática)
3.4. División de la potencia con mecanismo epicicloidal (=planetario):
Salida única: (N = M + H)
Mezcla de potencias
Corona
Planetario
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3.4. Esquema de transmisión CVT del tipo Hidromecánica (HMT):
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3.4.2 Transmisión HMT prestación
CVT con planetario Sumador.
Acoplamiento hidráulico a la
entrada.
(Steyr S-Matic, NH, ZF John Deere,
Agrotron Deutz 2000)
3.4.1. Transmisión HMT prestación
CVT con planetario Divisor.
Acoplamiento hidráulico a la salida.
(Fendt Vario 1996)
Kress, 1968
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3.4.1. Tractor Fendt 200 Vario transmisión continua CVT de
acoplamiento a la salida (= Planetario Divisor)
Motores H acoplan luego
del planetario epicicloidal
Planetario divide
NH de NM
Motores
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3.4.2 Transmisión continua CVT
Valtra Direct de acoplamiento a la
entrada (= Planetario Sumador
doble).
Entrada NH
Entrada NM
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![Page 103: Presentación de PowerPointaulavirtual.agro.unlp.edu.ar/pluginfile.php/25810/mod... · 2016-09-20 · DOBLE TRACCION POTENCIA MAXIMA RECOMENDABLE 110 A 120 CV 120 A 200 CV Mas de](https://reader034.vdocumento.com/reader034/viewer/2022042100/5e7c85e1913c966fde71b26f/html5/thumbnails/103.jpg)
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Trigo: Costo de producción por tonelada.
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![Page 106: Presentación de PowerPointaulavirtual.agro.unlp.edu.ar/pluginfile.php/25810/mod... · 2016-09-20 · DOBLE TRACCION POTENCIA MAXIMA RECOMENDABLE 110 A 120 CV 120 A 200 CV Mas de](https://reader034.vdocumento.com/reader034/viewer/2022042100/5e7c85e1913c966fde71b26f/html5/thumbnails/106.jpg)
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Pati
nam
ien
to [
%]
Tracción [kg] T1 T2 T3
Coeficiente de tracción = T/QA
QA1 QA2 QA3
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Si: Nm x 0,6 = Nb
y Qa x 0,4 = T
entonces:
Nm x 0,6 = (Qa x 0,4) x Vra
luego:
Qa = 1,5 Nm / Vra
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Tren cinematico: Mecanismos
1. Embrague:
1.1. Mecánico
1.2. Hidrodinámico
2. Caja de cambios:
2.1. Armonización
2.2. Automatización
3. Diferencial:
3.1. Problemas sobre el tractor
3.2. Bloqueo
4. Mandos Finales:
4.1. Distales
4.2. Proximales
5. Toma de Potencia:
5.1. Categorías estandarizadas
5.2. Armonización de conjuntos
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Mecanismos:
1. Correa-Polea
1.1. Plana
1.2. En V
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2. Engranaje – Cadena - Engranaje
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3.1. Engranajes helicoidales
3. Engranaje - Engranaje
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3.2. Engranajes Rectos
Epicicloide
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