What is tooth meshing frequency in a chain drive?

Tooth meshing frequency (TMF) is the rate at which chain links engage with sprocket teeth. It equals the number of teeth on the driving sprocket multiplied by the shaft rotational frequency: TMF = Z1 × RPM / 60. This frequency is a dominant vibration source in chain drives and increases with worn or damaged teeth.

What is chain link frequency?

Chain link frequency is the rate at which one complete revolution of the chain occurs. It equals the tooth meshing frequency divided by the total number of links: f_chain = Z1 × RPM / (60 × N_links). A defect on a single chain link will produce vibration at this frequency.

How do I diagnose chain wear from vibration?

Chain wear typically increases the amplitude of tooth meshing frequency and its harmonics. A worn or elongated chain may also produce sidebands around TMF spaced at chain link frequency. Impact-type vibration from loose chains produces broadband noise with elevated TMF harmonics.

What causes chain drive vibration?

Common causes include chain wear and elongation, misaligned sprockets, improper chain tension, worn sprocket teeth, damaged or stiff chain links, and chordal action (polygonal effect). The polygonal effect is inherent to chain drives and produces vibration at tooth meshing frequency.

What is the polygonal effect in chain drives?

The polygonal (chordal) effect occurs because a chain wraps around a sprocket as a polygon rather than a smooth circle. This causes periodic speed variation at the tooth meshing frequency. The effect is more pronounced with fewer teeth on the sprocket and can be reduced by using sprockets with more teeth (≥21).

Herramienta de ingeniería gratuita

Calculadora de frecuencias de defectos de cadena de rodillos

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.