Si se selecciona una relación de piñones incorrecta, la velocidad de la cadena supera la ventana de lubricación; en una transmisión #40, ese umbral se sitúa en torno a 1,300 ft/min en condiciones de baño de aceite.
Si se rebasa ese límite, la fatiga de los rodillos aparece mucho antes de que la cadena alcance su vida útil nominal.
Las calculadoras anteriores cubren la relación, la velocidad de salida y la longitud de la cadena. A continuación se explica la base de cálculo de cada una.
Qué indica realmente la relación de transmisión
La relación de transmisión concentra en un solo valor la velocidad de salida, la multiplicación de par y la carga sobre la cadena. La fórmula es la siguiente:
Relación de transmisión
Relación = N₂ ÷ N₁
N₁ = dientes del piñón motriz (entrada) · N₂ = dientes del piñón conducido (salida)
Un piñón motriz de 19T combinado con un piñón conducido de 38T da una relación de 2.00:1: el eje de salida gira una vez por cada dos vueltas de entrada; el par se duplica y la velocidad se reduce a la mitad. Si se sustituye por un conducido de 57T, la relación pasa a 3.00:1: el par se triplica y la velocidad cae a un tercio.
Conviene tener en cuenta que añadir un diente al piñón motriz modifica la relación más que añadir un diente al piñón conducido, en una magnitud aproximadamente equivalente a la propia relación actual. Esto se debe a que el motriz es más pequeño y cada diente representa un porcentaje mayor del total. Utilice el piñón motriz para ajustes amplios y el conducido para ajustes de precisión.
Tabla de referencia de relaciones — Cadena #40, entrada de 1,750 RPM
T motriz | T conducido | Relación | RPM de salida | Velocidad de la cadena ft/min |
|---|---|---|---|---|
13 | 52 | 4.00 | 438 | 284 |
15 | 45 | 3,00 | 583 | 437 |
19 | 38 | 2,00 | 875 | 656 |
25 | 25 | 1,00 | 1.750 | 875 |
Velocidad de la cadena = dientes del piñón conductor × paso de 0.500″ × 1,750 RPM ÷ 12. Verifique el valor con el paso real de su cadena.
Velocidad de salida y velocidad de la cadena
Dos ecuaciones abarcan todos los cálculos de la pestaña 2:
RPM de salida
n₂ = n₁ × (N₁ ÷ N₂)
n₁ = RPM de entrada
Velocidad de la cadena (ft/min)
V = (N₁ × p × n₁) ÷ 12
p = paso en pulgadas
La velocidad de la cadena es el dato que la mayoría de los ingenieros pasa por alto hasta que una cadena presenta una falla prematura.
La calculadora de la pestaña 2 avisa cuando se supera el límite recomendado para la dimensión de cadena seleccionada.
Esos límites proceden de ANSI B29.1 y parten de una lubricación continua por baño de aceite o por goteo, la configuración más habitual en accionamientos industriales que operan por encima de 300 RPM.
Si su sistema utiliza lubricación manual con grasa, reduzca los límites siguientes en aproximadamente un 25%.
Velocidad máxima recomendada de cadena — Lubricación continua en baño de aceite (ANSI B29.1)
Según ANSI B29.1 para cadena estándar de una hilera con lubricación continua. Para engrase manual, aplicar una reducción del 25%. Fuente:ASME B29.1.
Longitud de cadena: por qué importa contar con un número par de eslabones
La fórmula de longitud de cadena definida en ISO 606 y ANSI B29.1 permite calcular el número de eslabones para una distancia entre centros determinada:
L = 2C/p + (N₂+N₁)/2 + (N₂−N₁)² ÷ (4π²·C/p)
L = eslabones · C = distancia entre centros (in) · p = paso (in) · N₁ = dientes del piñón conductor · N₂ = dientes del piñón conducido
Redondee el resultado al número par inmediato superior.
Un número impar de eslabones obliga a incorporar un eslabón de compensación (medio eslabón), lo que reduce aproximadamente un 20% la resistencia a la tracción nominal de la cadena; una penalización significativa en cualquier transmisión que opere cerca de su límite de carga.
ANSI B29.1 recomienda mantener la distancia entre centros entre 30× y 50× el paso de la cadena.
Con 30× el paso, el ángulo de envolvimiento de la cadena sobre el piñón menor se mantiene por encima del mínimo de 120°. Con 50× el paso, la distancia entre ejes es suficiente para amortiguar las cargas de choque.
Es recomendable pedir entre un 2–3% de longitud adicional de cadena para dejar margen al tensor a medida que la cadena se alarga durante el período de rodaje.
La regla del número impar de dientes
Cuando ambos piñones comparten un factor común — por ejemplo, 20T y 40T — los mismos eslabones de la cadena engranan con los mismos dientes en cada revolución.
El desgaste se concentra en esos puntos de contacto y la vida útil se reduce de forma notable.
El cambio a 19T/38T elimina el problema: el MCD es 19, por lo que la cadena recorre todos los dientes antes de que se repita cualquier eslabón.
Un piñón conductor con número primo — 17T, 19T, 23T — es aún mejor: no comparte ningún factor común con ningún piñón conducido de número par de dientes, de modo que la carga se distribuye sobre la totalidad del dentado.
✗ Evitar
20T / 40T
MCD = 20. Los mismos eslabones impactan siempre en los mismos dientes. Desgaste concentrado, menor vida útil.
✓ Preferido
19T / 38T
MCD = 19. Cada eslabón entra en contacto con todos los dientes antes de repetirse. Distribución uniforme de la carga.
Otros tres factores que determinan la vida útil de un piñón
El paso de la cadena y la norma deben coincidir exactamente
Los piñones ANSI e ISO/BS con el mismo número de paso utilizan perfiles de diente y diámetros de rodillo distintos. Si se mezclan, la cadena no asienta correctamente, lo que provoca desgaste acelerado de los dientes y ruido. Confirme la norma — ANSI (pulgadas) o métrica — antes de realizar el pedido.
Mínimo 17 dientes en el conductor por encima de 500 RPM
Por debajo de 17T, el ángulo de articulación de cada eslabón al engranar se vuelve lo bastante grande como para generar una acción poligonal apreciable — una variación cíclica de velocidad que produce vibración y acelera el desgaste de los rodillos. ANSI B29.1 establece 17T como el mínimo práctico para un funcionamiento suave a alta velocidad.
Dureza del material según la velocidad de operación
Las transmisiones por encima de 500 RPM requieren acero al carbono endurecido por inducción (HRC 40–50). Por debajo de 500 RPM y con cargas moderadas, el acero al carbono C45 es suficiente. El acero inoxidable 316 es apto para entornos corrosivos, pero presenta una resistencia a la fatiga aproximadamente un 15–20% inferior a la del acero al carbono endurecido; téngalo en cuenta en el cálculo de carga.
Guía rápida de cadenas de rodillos ANSI
Cadena | Paso (in) | Ø del rodillo (pulg) | Aplicación habitual |
|---|---|---|---|
#25 | 0.250 | 0.130 | Maquinaria ligera, instrumentos |
#35 | 0.375 | 0.200 | Karts, pequeños transportadores |
#40 | 0.500 | 0.312 | Transmisiones industriales, líneas de envasado |
#50 | 0.625 | 0.400 | Equipo agrícola, máquinas herramienta |
#60 | 0.750 | 0.469 | Transportadores pesados, minería, acero |
#80 | 1.000 | 0.625 | Accionamientos de grúas, servicio industrial pesado |
¿Necesita piñones ANSI o métricos?
LILY Bearing dispone de más de 9.500 piñones — ANSI, métricos, miniatura, locos y con alojamiento para buje. Cotización el mismo día para medidas estándar.
Consultar catálogo de piñonesPreguntas frecuentes
¿Cuál es la relación de transmisión máxima recomendada para un accionamiento por cadena de una sola etapa?
La norma ANSI B29.1 establece en 7:1 el límite práctico para un accionamiento por cadena de rodillos de una sola etapa. Por encima de esa relación, el ángulo de envolvimiento de la cadena sobre el piñón motriz cae por debajo de 120°, lo que incrementa la carga de impacto por diente y reduce la vida útil tanto de la cadena como del piñón. Si su aplicación requiere una relación superior a 7:1, conviene recurrir a un accionamiento de dos etapas con eje intermedio y repartir la relación entre ambas etapas.
¿Cómo calculo la velocidad de la cadena sin conocer las RPM de salida?
La velocidad de la cadena depende únicamente del lado motriz: V (ft/min) = N₁ × p × n₁ ÷ 12, donde N₁ es el número de dientes del piñón motriz, p es el paso en pulgadas y n₁ son las RPM de entrada. Para este cálculo no necesita los dientes del piñón conducido; basta con el número de dientes del piñón motriz, el paso y las RPM del motor.
¿Puedo utilizar piñones ANSI y métricos en la misma cadena?
No. Los piñones ANSI (en pulgadas) y los piñones métricos ISO/DIN con el mismo número de paso presentan perfiles de diente y especificaciones de diámetro de rodillo diferentes. Utilizarlos juntos provoca un asiento incorrecto de la cadena: queda apoyada en la parte alta de los dientes, genera desgaste anormal, ruido y, con el tiempo, salto de cadena. Mantenga siempre la misma norma en la cadena y en los piñones de todo el accionamiento.
¿Por qué la fórmula de longitud de cadena arroja un número impar?
La fórmula entrega un valor decimal preciso; al redondearlo al entero más cercano, a menudo se obtiene un número impar. La calculadora ya redondea automáticamente al par inmediato superior. Si la configuración física obliga a utilizar un número impar de eslabones, será necesario emplear un eslabón de compensación (medio eslabón), lo que reduce aproximadamente en un 20% la resistencia a la tracción nominal de la cadena; por ello, debe evitarse en accionamientos con cargas elevadas.
¿Qué precisión tienen estos cálculos?
La relación de transmisión y las RPM de salida son exactas; no interviene ninguna aproximación. La fórmula de longitud de cadena sigue la norma ANSI B29.1 y ofrece una precisión de ±1 eslabón para distancias entre centros estándar. En maquinaria de precisión o en accionamientos que operan por encima de 1,000 ft/min, confirme la longitud calculada mediante un montaje de prueba antes de cortar la cadena a la medida final.
¿Necesita calcular relaciones de piñones para una motocicleta? Consulte nuestro Calculador de piñones para motocicleta para obtener la relación de transmisión final, la velocidad máxima estimada y tablas de desarrollo por motocicleta.
Sobre el autor
