Este documento trata sobre las cadenas de transmisión. Brevemente introduce los temas a tratar, incluyendo conceptos, clasificación, funciones, factores de selección, ventajas, usos en la industria, modos de falla y mantenimiento de cadenas. Luego proporciona detalles sobre cada uno de estos temas, con énfasis en las partes de una cadena, lubricación, tamaños, potencia nominal, fórmulas y representación de cadenas.

1. TEMA: TRANSMISIÓN POR CADENAS
Sesion 14

2. INTRODUCCIÓN

3. INTRODUCCIÓN

4. INTRODUCCIÓN

5. INTRODUCCIÓN

6. Introduccion
• Las Cadenas de transmisión siguen siendo un
elementos fundamental en el diseño y construcción
de maquinaria, equipamiento y vehículos para la
industria. De su adecuado uso y mantenimiento
dependen millones de instalaciones en todo el
mundo.

7. INDICE
• Los temas a tratar son:
1. Concepto de cadenas.
2. Clasificación de las cadenas.
3. Funciones de las cadenas.
4. Factores de selección de cadenas.
5. Ventajas del uso de cadenas.
6. Usos de las cadenas en la industria.
7. Modo de fallas de las cadenas.
8. Problemas resueltos y propuestos.

8. HERRAMIENTA DE COMPUTO

9. CONCEPTOS
transmite energía por medio
confiable de una máquina, que
de
fuerzas extensibles .
 Se utiliza sobre todo para la
transmisión y transporte de energía
en los sistemas mecánicos .
 La función y las aplicaciones de la
cadena son similares a la de una
correa.

10. CLASIFICACIÓN DE LAS CADENAS
A. Por el material utilizado en su
composición:
1. Cadena de hierro fundido.
2. Cadena de acero de molde.
3. Cadena forjada.
4. Cadena de acero.
5. Cadena plástica.
Dado el extenso tipo de cadenas nos
centraremos en las "cadenas de acero"
especialmente el tipo llamado "cadena
del rodillo" que pertenece al grupo de
mayor producción mundial.

11. CLASIFICACIÓN DE LAS CADENAS
B. Por sus aplicaciones:
1. Cadena de la transmisión de energía.
2. Cadena pequeña del transportador de
paso largo.
3. Cadena del transportador de precisión.
4. Cadena superior.
5. Cadena de flujo.
6. Cadena grande del transportador de
paso largo.
 Los cinco últimos se utilizan para el
transporte de carga y potencia.

12. PARTES DE UNA CADENA

13. Funcionesde las piezas de cadena
Placa exterior e interior
La placa es un componente que soporta la
tensión que se ejerce en la cadena.
Generalmente están sometidas a cargas de
fatiga y acompañado a veces por fuerzas de
choque. Por lo tanto debe tener gran fuerza
extensible estática, soportar fuerzas dinámicas
de las cargas de choque y soportar condiciones
ambientales como: corrosión, abrasión, etc.

14. Funcionesde las piezas de cadena
Pasador
El pasador está sometido flexiones transmitidas por
la placa. Actúa junto al casquillo como arco de
contacto de los dientes del piñón, cuando las
flexiones de la cadena se ejercen durante el
contacto con el piñón. Por lo tanto, debe soportar
toda la fuerza de transmisión, resistencia a la
flexión, y también deben tener suficiente resistencia
contra fuerzas de choque.

15. Funcionesde las piezas de cadena
Casquillo
El casquillo es de estructura sólida y se rectifican si
son curvados, con el resultado que dan una base
cilíndrica perfecta para el rodillo. Esta característica
maximiza la duración del rodillo en condiciones de
alta velocidad y da una seguridad más consistente
de la placa interior sobre el casquillo.

16. Funcionesde las piezas de cadena
Rodillo
El rodillo está sometido a cargas de impacto cuando esta
en contacto con los dientes del piñón.
Además, la superficie interna del rodillo constituye una
pieza del cojinete junto con la superficie externa del buje
cuando el rodillo rota en el carril. Por lo tanto, debe ser
resistente al desgaste y todavía tener fuerza contra
choque, fatiga y compresión.

17. ELECCIÓN DE UNA
CADENA
 La elección de la cadena deberá tener en cuenta factores
como: Potencia a transmitir, velocidad, distancia entre ejes,
• % del tiempo a carga máxima de trabajo,
• Factor de Servicio, diámetros coronas, variaciones bruscas
de potencia o frenados, ambiente de trabajo (temperatura,
suciedad, etc.)

18. FACTORES DE SERVICIO
Tipo de impulsor
Tipo de carga Impulsor
hidráulico
Motor eléctrico
o turbina
Motor de
combustión interna
Uniforme (agitadores, ventiladores,
transporte con carga ligera y
uniforme). 1.0 1.0 1.2
Choque moderado (máquinas
herramienta, grúas,
transportadores pesados,
mezcladores de alimento y
molinos).
1.2 1.3 1.4
Choque pesado (prensas de
troquelado, molinos de martillos,
transportadores alternos,
accionamientos de molino de
rodillos).
1.4 1.5 1.7
TABLA 7.8 Factores de servicio para transmisiones por cadenas
Fuente: diseñode elementos de máquina RobertL. MOtt

19. VENTAJAS Y DESVENTAJAS
Las máquinas de
transmisión
de energía en gran
parte utilizan
cadenas, engranajes o
correas.
La siguiente tabla
proporciona
una comparación de
ellas.

20. AMBIENTE DE TRABAJO
La mayoría de la cadenas se fabrican de metal
(generalmente de acero) o de plástico cuando sean
afectadas por las condiciones ambientales donde ellas se
utilizan.
Por ejemplo, la temperatura o la cantidad de polvo en el
aire puede afectar a la cadena.
Cuando seleccionamos una cadena para su uso, debemos
considerar el ambiente en el cual estas van a operar.

21. USOS EN LA INDUSTRIA
 Usos en la aviación
Los aviones usa cadenas para controlar el ángulo de las
toberas de empuje del motor, los controles de válvulas,
elevadores de alas y timón de cola de los aviones.
 Usos en diferentes campos
Los equipos de perforación de pozos de petróleo
incorporan cadenas serie ANSI, decuple de 38.10 [mm]
de paso.
Al igual que en perforaciones terrestres se utilizan
cadenas para equipos de perforación en plataformas
marinas.

22. USOS EN LA INDUSTRIA

23. USOS EN LA
INDUSTRIA
Cadenas de equipo de
Cadena serie ANSI
perforación

24. RECOMENDACIONES VIDA ÚTIL
Paso (Inch) 3/8 ½ 5/8 ¾ 1 1 ¼ 1 ½ 1 ¾ 2
(mm) 9.525 12.70 15.875 19.05 25.40 31.75 38.10 44.45 50.80
C (mm) 450 600 750 900 1000 1200 1350 1500 1700
Para la vida útil adecuada se recomiendan las siguientes distancias
entre centros (C):
Fuente: Catálogo Renold. TransmissionChains

25. MANTENIMIENTO
• Elegir la cadena adecuada para la
potencia, velocidad y tarea del mecanismo
donde será colocada.
• Antes de comenzar la sustitución de una
cadena u otro elemento de transmisión,
asegurarse de que estén tomadas todas
las medidas de seguridad para que la
máquina, motores o mecanismos no
pueden ponerse en marcha
automáticamente ( PLCs, termostatos,
etc.) ni accidentalmente.

26. MANTENIMIENTO
• Respetar la información del fabricante en
cuanto a colocación o sustitución, sin
forzar la cadena en el momento del
montaje, destensando la transmisión o
desmontando coronas dentadas si fuera
necesario.
• Utilizar cadenas especiales estancas,
inoxidables, etc. en los ambientes donde
fuera necesario por la
suciedad, sustancias
presencia de
químicas o
corrosivas, etc.

27. MANTENIMIENTO
• Comprobar periódicamente la alineación
de las coronas dentadas, así como la
holgura de su cojinetes o rodamientos.
• Comprobar periódicamente el
alargamiento de la cadena usada,
sustituyéndola en caso de que sea mayor
a un 2-3% en longitud.
• Controlar especialmente el tensado en
transmisiones de cadenas de coronas de
pequeño diámetro y pocos dientes, para
evitar saltos de diente y la generación de
vibraciones y ruidos.

28. MANTENIMIENTO
• Efectuar un programa de limpieza y
engrase de la cadena, en función de su
trabajo y ubicación, intentando seguir
instrucciones del fabricante de ese equipo
o de elementos de máquinas similares.
• Al sustituir una cadena de transmisión por
rotura o desgaste, comprobar el desgaste
de las corondas dentadas. Si este es claro,
no deberá montarse NUNCA una cadena
nueva sobre coronas ya gastadas, reducirá
la vida de la cadena de forma
contundente.

29. MANTENIMIENTO
• Tras sustituir una cadena y
ajustarla, montar de forma
tensarla o
inmediata
todas las cubiertas y protecciones de
seguridad.
• El largo de una cadena se expresa en
cantidad de pasos, los cuales deben ser
una cifra par con el objeto de unir los
extremos usando un eslabón desmontable
llamado «candado».

30. REPRESENTACION DE LAS CADENAS
 Cadenas.
Las cadenas tiene especial aplicación en mecanismos donde los ejes
de giro de las dos ruedas dentadas están muy separados y el
tamaño de las ruedas dentadas debe ser pequeño.

31. REPRESENTACION DE LAS CADENAS
 Rueda dentada y cadena de rodillos
Todas las cadenas articuladas constan de:
a. las mallas
b. los bulones o elementos de articulación.

32. TIPOS DE CADENAS

33. TIPOS DE CADENAS

34. TIPOS DE CADENAS

35. TAMAÑOS DE CADENAS DE RODILLO
Fuente: diseñode elementos de máquina RobertL. MOtt

36. CADENAS MODOS DE FALLAS
 Fatiga de las placas de eslabón.
 Impacto de los rodillos al engranar.
 Abrasión entre pernos de cada eslabón y
sus bujes.

37. PASOS DE CADENAS
Fuente: Catálogo Renold. Transmission Chains

38. PASOS DE CADENAS
Fuente: Catálogo Renold. Transmission Chains

39. CADENAS POTENCIA NOMINAL N° 40
Fuente: diseñode elementos de máquina RobertL. MOtt

40. CADENAS POTENCIA NOMINAL N° 60
Fuente: diseñode elementosde máquina Robert L. MOtt
Tipo A: lubricación normal por goteo.
Tipo B: lubricación con baño o con disco.
Tipo C: lubricación con chorro de aceite.

41. CADENAS POTENCIA NOMINAL N° 80
Fuente: diseñode elementos de máquina RobertL. MOtt

42. CADENAS LIMTACIONES
 Cantidad mínima dientes catarina 17, Salvo
que la “ω” del impulsor sea < 100 rpm.
 Cantidad máxima de dientes 120.
 Relación de velocidad máxima: 7.
 Distancia entre centros: 30 a 50 pasos.
 Longitud de la cadena debe ser múltiplo
entero del paso, preferiblemente par.

43. LUBRICACION DE CADENAS
METODO DE LUBRICACION
 Tipo A: Manual o por goteo
-Manual: brocha saturada o canal
vertedor, c/8 hrs.
◦ Goteo: alimentación directa
 Tipo B: De baño o con disco
◦ Baño: sumergida
◦ Disco: levanta el aceite
 Tipo C: Con chorro de aceite
◦ Bomba inyecta flujo continuo

44. FORMULAS DE CADENAS

45. FORMULAS DE CADENAS
La longitud aproximada es:

46. REPRESENTACION DE CADENAS
 Las ruedas dentadas para cadenas siguen
los mismos criterios de representación en
planos que las ruedas dentadas de
engranajes.

47. REPRESENTACION DE CADENAS
 Las cadenas se representan esquemáticamente mediante
una línea fina de trazo y punto.

48. DETERMINACION DE LA VELOCIDAD
 En unidades métricas
m
• Zt : número de dientes del piñón.

100

100
 
v   D n 
PZt n
(mpm)
Donde:
• Vm : velocidad lineal de la cadena en metros por
minuto.
• D : Diámetro primitivo del piñón en
centímetros.
• N : número de revoluciones del piñón.
• P : paso de la cadena en centímetros.

49. DETERMINACION DE LA VELOCIDAD
12
• Zt : número de dientes del piñón.
m 
12

 
v   D n 
PZt n
( fpm)
 En unidades inglesas
Donde:
• Vm : velocidad lineal de la cadena en pies por
minuto.
• D : Diámetro primitivo del piñón en pulgadas.
• N : número de revoluciones del piñón.
• P : paso de la cadena en pulgadas.

50. DETERMINACION DE LA POTENCIA
P

 
30.0275P
 2.54
cv  0.004056Z1.08
n0.9

UNIDADES METRICAS:
 Fatiga placa – eslabón
Donde:
• cv : potencia en caballos de vapor
• Kr=17 para cadenas de paso pequeño (40 a 240).
• Kr= 3,4 para cadenas de 41.
• Kr=29 para cadenas de paso pequeño (25 y 35). .
1.5
n
100Zt
r
 P0.8



 

cv  0.418 K 
 Impacto casquillo rodillo

51. DETERMINACION DE LA POTENCIA
Donde:
• cv : potencia en caballos de vapor
• Kr=17 para cadenas de paso pequeño (40 a 240).
• Kr= 3,4 para cadenas de 41.
• Kr=29 para cadenas de paso pequeño (25 y 35). .
n
r
 P0.8
 
100Z 
1.5
t

cv  0.418K
UNIDADES INGLESAS:
 Fatiga placa – eslabón
cv  0.004056Z1.08
n0.9
 P30.07P
 Impacto casquillo - rodillo

52. DETERMINACION DE LA POTENCIA

53. COEFICIENTES DE SERVICIO

54. COEFICIENTES DE SERVICIO

55. COEFICIENTES DE
SERVICIO
FUENTE: MFSPOTS

56. COEFICIENTES DE SERVICIO

57. PROBLEMA 1
• Un motor de 15 CV funcionando a 1180 rpm tiene que
impulsar un compresor de hidrógeno de 2 etapas
(alternativo). La relación de velocidades debe ser
aproximadamente de mw =3,2; el servicio es
nominalmente de 8 horas diarias. Se ha decidido utilizar
una cadena de 1.27 cm (1/2”) de paso N° 40 debido a
que se encuentra en tablas disponible. Determine el
número de ramales y las dimensiones de las ruedas.

58. SOLUCION

59. PROBLEMA 2
Para una cadena N° 60 de un solo ramal. P=3/4” y la
rueda dentada menor (piñón) tiene 15 dientes.
Considerando que la carga es aplicada suavemente.
Determine:
a) La capacidad de potencia a n1=900 para la menor
rueda dentada.
b) La capacidad de potencia a n1=1,400 para la menor
rueda dentada.

60. PROBLEMA 3
a) Encuentre la capacidad en caballos de potencia para una
cadena N° 60 a una velocidad de 900 rpm para la rueda
dentada pequeña que tiene 12 dientes.
b) Encuentre los caballos de potencia para una velocidad
n1=2,400 rpm.

61. PROBLEMA 4
a) Encuentre la capacidad en caballos de potencia para
una cadena N° 60 a una velocidad de 2800 rpm para la
rueda dentada pequeña que tiene 12 dientes y una
relación de transmisión de 2 a 1.
b) Realice el modelado virtual para dicho problema y
guárdelo en una carpeta comprimida con su apellido en
la carpeta c/WINXP(C)/Alumno utp/diseño de cadenas.

62. PROBLEMA 5
a) Encuentre la potencia máxima que puede transmitirse
por un par de cadenas de tamaños N° 60 a una
velocidad de 500 rpm para la rueda dentada pequeña
que tiene 20 dientes. Sí la fuente impulsora es un
motor de combustión interna operando en modo suave.
b) Encuentre la potencia máxima para este sistema si la
velocidad es de 900 rpm y la fuente motriz es un motor
eléctrico.

63. PROBLEMA 6
Una cadena N° 60 opera con una rueda dentada de 15
diente. Grafique las curvas para caballos de potencia vs n1.
¿A que velocidad cabe predecir una transmisión de falla
en la placa eslabón a una falla por fatiga del casquillo del
rodillo?

64. PROBLEMA 7
Una cadena de rodillos N° 60 opera sobre una rueda
dentada pequeña de 20 dientes. Trace las curvas para
caballos de potencia vs velocidad de 0 a 3000 rpm. ¿Qué
tipo de sistema de que velocidad cabe predecir una
transmisión de falla en la placa eslabón a una falla por
fatiga del casquillo del rodillo?

65. BIBLIOGRAFÍ
A
 Norton R.; Diseño de maquinaria. Mc Graw
Hill 4° ed. México - 2009.
 Erdman A., Sandor G.; Diseño de
mecanismos. Prentice Hall. México 1998.
 Sokolov F
., Usov P
.; Mecánica Industrial.
Ed. MIR, Moscu 1977.