¿Qué es la frecuencia de engranaje de dientes en una transmisión de cadena?

La frecuencia de engranaje de dientes (TMF) es la velocidad a la que los eslabones de la cadena se acoplan con los dientes del piñón. Es igual al número de dientes del piñón motriz multiplicado por la frecuencia de rotación del eje: TMF = Z1 × RPM / 60. Esta frecuencia es una fuente dominante de vibración en las transmisiones de cadena y aumenta con dientes desgastados o dañados.

¿Qué es la frecuencia de eslabón de cadena?

La frecuencia de eslabón de cadena es la velocidad a la que ocurre una revolución completa de la cadena. Es igual a la frecuencia de engranaje de dientes dividida por el número total de eslabones: f_chain = Z1 × RPM / (60 × N_links). Un defecto en un solo eslabón de la cadena producirá vibración a esta frecuencia.

¿Cómo diagnostico el desgaste de la cadena a partir de la vibración?

El desgaste de la cadena típicamente aumenta la amplitud de la frecuencia de engranaje de dientes y sus armónicos. Una cadena desgastada o alargada también puede producir bandas laterales alrededor de la TMF espaciadas a la frecuencia de eslabón de cadena. La vibración de tipo impacto de cadenas flojas produce ruido de banda ancha con armónicos de TMF elevados.

¿Qué causa la vibración de la transmisión de cadena?

Las causas comunes incluyen desgaste y alargamiento de la cadena, piñones desalineados, tensión de cadena inadecuada, dientes de piñón desgastados, eslabones de cadena dañados o rígidos, y acción cordal (efecto poligonal). El efecto poligonal es inherente a las transmisiones de cadena y produce vibración a la frecuencia de engranaje de dientes.

¿Qué es el efecto poligonal en las transmisiones de cadena?

El efecto poligonal (cordal) ocurre porque una cadena se enrolla alrededor de un piñón como un polígono en lugar de un círculo liso. Esto causa una variación periódica de velocidad a la frecuencia de engranaje de dientes. El efecto es más pronunciado con menos dientes en el piñón y se puede reducir usando piñones con más dientes (≥21).

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Calcule la frecuencia de engrane de dientes, la frecuencia de eslabón de cadena, la velocidad conducida y los armónicos para sistemas de transmisión por cadena de rodillos.

Cadena de rodillos Engrane de dientes Freq. eslabón de cadena

Resultados

Frecuencia de engrane de dientes

—

Frecuencia de eslabón de cadena (1 revolución de la cadena)

—

Frecuencia del eje del conductor

—

Velocidad del conducido

—

Relación de velocidad (Z₁/Z₂)

—

Armónicos de engrane de dientes

Armónico	Frecuencia (Hz)	CPM	Nota

Frecuencia de engrane de dientes

La frecuencia de engrane de dientes (TMF) es la tasa a la que los eslabones de la cadena se acoplan con los dientes del piñón:

Z₁ — número de dientes en el piñón de cadena motriz
n₁ — velocidad del eje del conductor (RPM)

Frecuencia de eslabón de cadena

La frecuencia de eslabón de cadena representa una revolución completa del bucle de la cadena:

N_eslabones — número total de eslabones de la cadena

Velocidad del conducido

Indicadores de vibración

Frecuencia	Fuente	Indicación
1× TMF	Acoplamiento de dientes	Operación normal de la cadena, efecto poligonal
2×, 3× TMF	Armónicos	Desgaste de la cadena, dientes del piñón desgastados, holgura excesiva
1× freq. eslabón de cadena	Revolución de la cadena	Eslabón defectuoso único, eslabón ajustado
Bandas laterales alrededor de TMF	Modulación	Cadena desgastada/alargada, desalineación

Ejemplo — Transmisión por cadena 17/51

Datos: Z₁ = 17, Z₂ = 51, Eslabones = 120, n₁ = 1450 RPM

TMF = 17 × 1450 / 60 = 410.83 Hz

Freq. cadena = 17 × 1450 / (60 × 120) = 3.42 Hz

Velocidad conducida = 1450 × 17/51 = 483.3 RPM

Relación de velocidad = 17/51 = 0.333

⚠️ Nota: Para piñones con menos de 21 dientes, el efecto poligonal (cuerdal) se vuelve significativo, produciendo armónicos de TMF más altos incluso en transmisiones por cadena sanas. Utilice piñones de 21+ dientes cuando la operación suave sea crítica.