Transmisiones por Cadena: Diseño, Ventajas y Desventajas

Transmisiones por Cadena

Ventajas

• Dimensiones exteriores menores que con poleas/correas.
• Ausencia de deslizamiento.
• Alto rendimiento.
• Pequeña magnitud de carga sobre los árboles.
• Posibilidad de cambiar con facilidad su elemento flexible (cadena).

Desventajas

• Pueden ser algo ruidosas.
• Requieren una lubricación adecuada.
• Presentan cierta irregularidad del movimiento durante el funcionamiento de la transmisión (Efecto Poligonal).
• Requieren una precisa alineación durante el montaje y un mantenimiento minucioso.

Elementos de una Cadena

Placas de eslabonamiento interiores y exteriores que se alternan sucesivamente unidas entre sí de forma articulada. Cada articulación de la cadena consta de un pasador, en unión con la placa exterior, un manguito (o buje) que se encuentra unido a los agujeros de las placas interiores y por último el rodillo que se encuentra montado con holgura en el manguito, para disminuir el desgaste de los dientes de las ruedas y el manguito.

Efecto Poligonal

Debido a que los eslabones de la cadena se sitúan en torno a la rueda dentada formando un polígono que gira junto con la rueda, supuesta constante la velocidad angular de la rueda conductora, la velocidad instantánea transmitida a la cadena no es constante durante el recorrido de un paso, es decir, entre el engrane de un eslabón y el del siguiente. El movimiento de la cadena viene dado por el de la articulación del eslabón que acaba de engranar con la rueda motriz en el ramal conductor de la cadena. Puesto que la velocidad de la cadena fluctúa, su velocidad máxima se dará con el diámetro primitivo de la rueda conductora Dp y la velocidad mínima se produce con:

Dc=2rc=Dp cos(θr) siendo las velocidad máxima y mínima de la cadena:

Vmax=wRp=wDp/2 Vmin=wRc=w(Dp/2) cos (θr) =w(Dp/2)cos(pi/Z)

La variación de la velocidad relativa de la cadena es función del número de dientes de la rueda conductora:

(Vmax-Vmin/Vmax)=1-cos(pi/Z)

Transmisión de Fuerzas

La fuerza periférica o tangencial U, se transmite paso a paso de la rueda a la cadena. Dicha fuerza se descompone en una componente normal de acción sobre el diente Fzi y otra fuerza longitudinal que se transmite al eslabón siguiente, Fli. Dicha fuerza longitudinal vuelve a descomponerse del mismo modo sobre el diente siguiente, y así hasta completar el total de dientes engranados. De este modo, cuantos más dientes tenga la rueda en mayor medida se reparte la fuerza de la cadena entre ellos.

Cálculo y Selección de una Transmisión por Cadena

El método general para el cálculo y selección de una transmisión de cadena parte siempre de dos datos esenciales: la potencia a transmitir y las velocidades de los piñones. También se tienen que tener en cuenta otros factores como son las condiciones de funcionamiento, el diámetro de las ruedas, las posibilidades de lubricación...

Procedimiento general de cálculo de una transmisión por cadena:

DATOS necesarios: Potencia a transmitir, velocidad en rpm de los ejes motriz y conducido, relación de transmisión Z1/Z2, Condiciones de funcionamiento, Distancia entre ejes, Cd