Transmicion de potencia-piñon y cadena

TEMA 7.- CADENAS
7.-

INTRODUCCIÓN. CADENAS DE RODILLOS

v

Entre los diversos tipos de cadenas empleados
en transmisiones de potencia las más usadas son
las cadenas de rodillos.

θ

A

r

n

2
Figura 3.- Acción de cuerda

1

Con esta figura se trata de explicar el fenómeno
denominado acción de cuerda característico de
estas transmisiones.
1.- Piñón.
2.- Cadena.Figura 1.- Transmisión por cadena.

Las partes de que consta una cadena de
rodillos son las que se presentan en la figura
siguiente.

Considerando en la figura anterior el rodillo A
en un instante en el que está precisamente
apoyado en el diente correspondiente, se observa
que la línea de centros de la cadena está separada
una distancia r·cosθ del eje. Esta distancia es
θ
menor que el radior. Si n es el régimen de giro del
piñón, la velocidad lineal de la cadena antes y
después de girar el piñón un ángulo θ vienen
dados por:

Vo = 2 • π • r • n • cos θ
Y:
5
4
1

2
3

6

6

1.- Eslabón.
2.- Rodillo.
3.- Placa de eslabón.
4.- Casquillo.
5.- Pasador.
6.- Paso.

Figura 2.- Partes de una cadena de rodillos

Las fuerzas que actúan son prácticamente las
mismasque en las correas excepto que pueden
producirse cargas importantes debido al impacto
cuando los rodillos establecen contacto con los
dientes de los piñones.
Ni que decir tiene que las fuerzas de inercia son
muy superiores a las que aparecen en las correas.
Los piñones
dientes.

tienen

relativamente

V1 = 2 ⋅ π ⋅ r ⋅ n
Aumentando desde V0 a V1 y posteriormente,
disminuyendo alabandonar el piñón, de V1 a V0,
variación cuya duración es la correspondiente a la
de cada ciclo de engrane de un diente.
Como cualquier cambio de velocidad supone la
existencia de una aceleración, y esta implica la
aparición de una fuerza, es evidente que en la
cadena aparecen fuerzas debido al fenómeno
descrito.
Además en la vertical aparecen aceleraciones
que ocasionan brincos en lascadenas.

pocos

En la figura siguiente se presenta un piñón con
su cadena correspondiente en dos instantes del
movimiento.

Como se observa en la figura anterior: el
incremento de radio que experimenta el rodillo
desde que entra en contacto con él hasta que gira
un ángulo θ es r(1-cos θ). Dicho incremento es
tanto más grande cuanto menor es el número de
dientes. Se acepta de formapráctica que cuando
el número de dientes del piñón iguala o supera el
de 25, dicho incremento es despreciable y la
cadena no brinca.

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Se recomienda que el número mínimo de
dientes del piñón más pequeño de una transmisión
por cadena sea:
→
→
→

Ndiente = 12
Ndientes = 17
Ndientes = 21

-

baja velocidad
media velocidad
alta velocidad

El montaje de una cadena, es sumamentesencillo y requiere pocas atenciones, se precisa
que:
El montaje de piñones cumpla:
-

Se debe entender por velocidad baja de cadena
cuando es menor de 2 m/s y por velocidad alta
cuando supera los 20 m/s.
Hay un detalle constructivo importante y que no
debe dejarse pasar por alto, es el hecho de que
con un número impar de dientes en el piñón
pequeño y un número par de dientes en el piñóngrande la frecuencia de contacto entre un diente y
un rodillo determinados es mínima, lo que origina
una mejor distribución del desgaste.
Las fuerzas que aparecen durante el
funcionamiento hacen que la potencia que pueden
transmitir para una tracción máxima determinada
F1 (téngase en cuenta que F2 ∼ 0 en las
transmisiones por cadena) aumenta con la
velocidad lineal hasta llegar a unmáximo, a partir
del cual disminuye, según se presenta en la figura
siguiente.
B

Potencia

1.- Zona de rotura por fatiga.
2.- Zona de rotura por impacto.
3.- Zona de rotura por ludimiento.
C

1
A

2

120
Velocidad lineal m/s.

Figura 4.- Variación de la capacidad de
transmisión de potencia con la velocidad

El cálculo de la velocidad lineal de la cadena se
puede hacer de dos...