4.4.- Cadenas.

La transmisión por cadena es similar a la transmisión por correa. Se efectúa también entre árboles paralelos, pero en este caso, engarzando los dientes de un piñón con los eslabones de una cadena. El acoplamiento entre cadena y dientes se efectúa sin deslizamiento y engranan uno a uno.

Se emplea cuando se tienen que transmitir grandes potencias con relaciones de transmisión reducida

 

Este sistema consta de una cadena sin fin (cerrada) cuyos eslabones engranan con ruedas dentadas (piñones) que están unidas a los ejes de los mecanismos conductor y conducido.

Ventajas, inconvenientes y aplicaciones.

Ventajas:

  • Al emplear cadenas que engranan en los dientes de los piñonesse evita el deslizamiento que se producía entre la correa y la polea.
  • Mantiene la relación de transmisión constante (pues no existe deslizamiento) incluso transmitiendo grandes potencias entre los ejes (caso de motos y bicicletas), lo que se traduce en mayor eficiencia mecánica (mejor rendimiento).
  • No necesita estar tan tensa como las correas, lo que se traduce en menores averías en los rodamientos de los piñones.

Inconvenientes:

  •  Es un sistema más costoso
  • Es un sistema ruidoso.
  • Su funcionamiento es menos flexible 
  • Necesita una lubricación (engrase) adecuada.

Aplicaciones:

  • Transmitir el movimiento de los pedales a la rueda en las bicicletas o del cambio a la rueda trasera en las motos.
  • En los motores de 4 tiempos, para transmitir movimiento de un mecanismo a otro. Por ejemplo del cigüeñal al árbol de levas, o del cigüeñal a la bomba de lubricación del motor.
  • Otras máquinas como motosierras

 

 
Cálculo

La relación de transmisión es igual que en los sistemas por correa, siendo ahora los diámetros de las ruedas unas circunferencias imaginarias que pasan por el centro de los pasadores de los eslabones de la cadena. Sin embargo el cálculo de la transmisión lo realizamos de forma similar a los engranajes; es decir: teniendo en cuenta, además de las velocidades de entrada y salida, el número de dientes de las ruedas.

Así, llamando Ze al número de dientes de la rueda de entrada o motora y Zs al de la conducida, (y ns y ne a las velocidades de salida y de entrada); se tiene que cumplir:

Y la relación de transmisión i sería:

AV - Pregunta de Elección Múltiple

La transmisión por cadena:

Puede transmitir más potencia que la de correa.

Presenta más problemas de deslizamiento.

No permite relaciones de transmisión pequeñas.


Para calcular i en una transmisión por cadena:

Utilizamos la misma expresión que cuando es por correa.

Utilizamos la misma expresión que cuando es por correa, sustituyendo diámetros por número de dientes.

Utilizamos la misma expresión que cuando es por correa, pero expresando la velocidad en rad/s en lugar de en rpm.


Ejemplo o ejercicio resuelto
Un ciclista lleva montada una relación de cambio de marchas 50/20 y pedalea con una cadencia de 40 rpm. El diámetro de la rueda trasera es de 70 cm.
 
Cadena de una bicicleta
Imagen 40. Wikimedia. Creative Commons.

Calcula la velocidad a la que gira la rueda.

Calcula la velocidad a la que circula.