Apuntes elaborados por:

Dr. Gonzalo Gonzlez Rey

Email: cidim@mecanica.cujae.edu.cu
Profesor Principal de Elementos de Mquinas
Facultad de Ingeniera Mecnica
Instituto Superior Politcnico Jos Antonio Echeverra (ISPJAE)
Experto de ISO TC60 y Miembro Acadmico de AGMA
Vicepresidente del Comit de Normalizacin Cubano de Elementos de Mquinas.

Ciudad Habana Diciembre 2007

CUJAE FACULTAD DE INGENIERA MECNICA

Nociones sobre transmisiones por cadenas de rodillos.

Dr. Gonzalo Gonzlez Rey

CUJAE. Facultad de Ingeniera Mecnica

1. GENERALIDADES SOBRE TRANSMISIONES DE POTENCIA POR CADENAS.

Dentro de las transmisiones mecnicas con enlace flexible entre el elemento motriz y la mquina movida
se encuentra la transmisin por cadena como una de las ms utilizadas para trasmitir potencia mecnica
de forma eficiente, con sincronismo de velocidad angular entre los elementos vinculados y cuando existe
demanda de grandes cargas en los accionamientos.
La transmisin por cadena est compuesta de una rueda dentada motriz, una o varias ruedas dentadas
conducidas y un tramo de cadena unido por ambos extremos que engrana sobre las ruedas dentadas. La
flexibilidad de la transmisin es garantizada con la cadena, la cual consta de eslabones unidos por
pasadores, que permiten asegurar la necesaria flexibilidad de la cadena durante el engrane con las ruedas
dentadas. En el caso ms simple, la transmisin por cadena consta de una cadena y dos ruedas dentadas,
denominadas ruedas de estrella, ruedas dentadas o sprockets, una de las cuales es conductora y la otra
conducida.
cadena

Pin
(rueda menor)

Catalina
(rueda mayor)

Fig. 1 - Esquema bsico de una

transmisin por cadenas.
Adicionalmente a las transmisiones por cadenas se le incorporan cubiertas protectoras (guarderas). En
casos de transmisiones que trabajan muy cargadas y a elevadas velocidades se emplean carcazas donde la
cadena es lubricada por inmersin o con surtidores de aceite a presin aplicados en las zonas de inicio del
engrane entre la cadena y las ruedas dentadas.
Ramal de carga
(tensado)

Rueda motriz

Ramal sin carga

(destensado)

Fig. 2 Tensado adecuado de la cadena en una transmisin. Para un montaje

horizontal con cargas de impacto se recomienda y = (0,020,01) .a, con
carga suave y = 0,04.a. Para un montaje vertical se orienta y = 0,01.a
En el caso de guarderas o carcazas, la envoltura no debe dificultar la regulacin del tensado de la cadena
para compensar el estirado de ella, producto del desgaste de sus eslabones y articulaciones. Generalmente,
en las transmisiones por cadenas una de las ruedas es desplazable para garantizar el tensado adecuado de
la cadena, de no ser as, se introducen dispositivos reguladores de la requerida tensin de la cadena.
Habitualmente, con auxilio de dispositivos reguladores se puede compensar el alargamiento de la cadena
hasta la longitud de dos eslabones, despus de esto es conveniente quitar dos eslabones de la cadena y
situar el dispositivo regulador en posicin inicial.

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Dr. Gonzalo Gonzlez Rey

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Fig. 3 Esquemas de transmisiones con cadenas empleando dispositivos tensores.

Las transmisiones por cadenas tienen gran utilidad en las mquinas de transporte (bicicletas, motocicletas
y automviles), en mquinas agrcolas, transportadoras y equipos industriales en general. Algunas de las
ventajas que presentan las transmisiones por cadenas al ser comparadas con otras transmisiones de enlace
flexible, como las transmisiones por correas y poleas, son:

Dimensiones exteriores son menores.

Ausencia de deslizamiento.
Alto rendimiento.
Pequea magnitud de carga sobre los rboles.
Posibilidad de cambiar con facilidad su elemento flexible (cadena).

En cambio, a las transmisiones por cadenas se les reconoce como inconvenientes que:

Pueden ser un poco ruidosas.

Requieren de una lubricacin adecuada.
Presentan cierta irregularidad del movimiento durante el funcionamiento de la
transmisin.
Requiere de una precisa alineacin durante el montaje y un mantenimiento
minucioso.

Segn su aplicacin, las cadenas pueden ser divididas para su estudio en tres grupos:
Cadenas de carga: Son empleadas para suspender, elevar y bajar cargas. Ellas son empleadas
predominantemente en las mquinas elevadoras de carga. Estas trabajan con bajas
velocidades (hasta 0,25 m/s) y grandes cargas. Son construidas de eslabones simples,
generalmente redondos o de bridas sencillas.

p
C

Fig. 4 Cadena de carga de

eslabones redondos.

Tabla 1 Dimensiones de algunas cadenas de carga con eslabones redondos segn DIN 766 y capacidad
de carga declarada por la firma espaola YUK1.
Paso p
(mm)
15
18
21
24
27
30
33
39
1

Ancho exterior B
(mm)
17,8
21,3
24,9
28,4
32,0
35,5
39,1
46,2

Espesor del eslabn C

(mm)
5
6
7
8
9
10
11
13

Calidad 2
10000
14000
19000
25000
32000
40000
45000
63000

YUK, Cadenas YUK (catalogo tcnico), Valencia, 1994.

Fuerza de traccin lmite (N)

Calidad 3
Calidad 5
12500
21200
18000
31500
25000
42500
32000
53000
40000
67000
50000
85000
56000
106000
85000
140000

Calidad 6
25000
37500
50000
63000
80000
100000
125000
170000

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Cadenas de traccin: Son empleadas para mover cargas en las maquinas transportadoras, trabajan con
velocidades medias (hasta 2-4 m/s). En su fabricacin se emplean eslabones de pasos
largos, usualmente entre los 50 y 1000 mm.
Cadenas de transmisin de potencia: En estos accionamientos, la cadena y la rueda son usadas como
engranaje flexible para trasmitir torque desde un eje de rotacin a otro. Generalmente
son empleados eslabones pequeos y de gran precisin en sus dimensiones, con pasos
entre 4 y 63.5 mm, con el objetivo de reducir las cargas dinmicas, y con pasadores
resistentes al desgaste para asegurar una conveniente duracin.
Como es posible apreciar, el elemento principal de este tipo de transmisin mecnica es la cadena, la cual
define la seguridad, duracin y capacidad de trabajo de la transmisin. De los tres grupos de cadenas
anteriores que se emplean en la industria moderna, son las cadenas de transmisin de potencia las ms
difundidas. Adems de clasificar dentro de las transmisiones mecnicas ms eficiente en aplicaciones
industriales, con un valor que oscila alrededor del 98% por cada etapa de transmisin. Por tal motivo, las
transmisiones de potencia con cadenas sern objeto de estudios en este material.

2. TIPOS DE CADENAS DE TRANSMISIN DE POTENCIA.

Las diversas exigencias de explotacin a que son sometidas las transmisiones por cadenas han permitido
la aparicin de una variedad de tipos de cadenas, las cuales satisfacen diferentes caractersticas y
facilidades para la explotacin. Dentro de las cadenas de transmisin de potencia los ms conocidos tipos
de cadenas son las de casquillos, las de eslabones perfilados (desmontables), las dentadas, las de rodillos
y las correas dentadas.

Cadenas de Casquillos.
Las cadenas de casquillos estructuralmente coinciden con las cadenas de rodillos, pero ellas se distingue
porque no tienen rodillos, por eso son generalmente ms ligeras y baratas. Actualmente son empleadas
algunas soluciones de cadenas extraligeras de casquillos con pasadores huecos para disminuir el peso de
las cadenas.
p

dc
Tabla 2 Dimensiones bsicas de algunas
cadenas de casquillos, segn DIN
8164, y capacidades de cargas
declaradas por los fabricantes
YUK y Kbo.
Ancho
Dimetro
Paso
interior del casquillo
p
dc (mm)
(mm) bint (mm)
15
20
25
30
35
40
45
50
55

2
3

14
16
18
20
22
25
30
35
45

9
12
15
17
18
20
22
26
30

dp

bin

Dimetro
del pasador
dp (mm)

Superficie
de trabajo
(mm2)

Masa
lineal (Kg
/ m)

6
8
10
11
12
14
16
18
20

111
184
250
319
372
504
688
864
1260

1,20
2,15
2,55
4,00
4,30
5,50
7,55
9,04
13,60

Fuerza de traccin lmite (N)

Firmas productoras de
cadenas
YUK2
KBO3
18000
12500
36000
25000
43000
31500
65000
40000
80000
50000
120000
63000
160000
80000
180000
100000
210000
125000

YUK, Cadenas YUK (catalogo tcnico), Valencia, 1994.

Khler + Bovenkamp, Kobo Precision Roller Chain (catalogo tcnico), Wuppertal, Alemania, 1992.

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Tabla 3 Dimensiones bsicas de algunas cadenas de casquillos con pasadores huecos y capacidades de
cargas declaradas por la firma alemana Arnold & Stolzenberg4 del grupo Renold.
Paso
(mm)

Ancho
interior
(mm)
7,75
7,75
9,40
12,70
15,88

12,70
12,70
15,875
19,05
25,40

Dimetro del Dimetro del

casquillo
pasador
(mm)
(mm)
8,51
4,50
8,51
4,58
10,16
5,10
11,91
6,00
15,88
9,50

Masa lineal
(Kg / m)
0,66
0,61
1,05
1,39
2,20

Fuerza de
traccin
lmite (N)
12000
10500
18000
28500
60000

Contrario a lo que pudiera parecer, el precio de venta de las cadenas de casquillos huecos es generalmente
superior al de las cadenas de rodillos para pasos superiores a los 12.70 mm (1/2 pulg.), debido a la
influencia de la calidad de los materiales y condiciones del mercado.
Tabla 4 - Caractersticas tcnica y costo de algunas cadenas de la firma alemana IWIS, con iguales
dimensiones.
Paso
(mm)

Cadena de casquillo hueco

Cadena de rodillos

12,70

Carga lmite
(N)
12000

Masa lineal
(kg / m)
0,66

Costo
(US$ / m)
12,13

Carga lmite
(N)
23000

Masa lineal
(kg / m)
0,77

Costo
(US$ / m)
12,49

19,05

28500

1,39

39,81

31800

1,50

17,10

25,40

60000

2,20

62,17

80000

2,95

32,90

Las cadenas de casquillos son ofertadas frecuentemente en pasos pequeos (entre 4 y 9,525 mm) y son
empleadas en las transmisiones principales de las motocicletas, como es el caso de la motocicleta BMW
modelos K, y en los mecanismos de distribucin de gases de los motores de combustin interna, ejemplo
de ello son los motores de los vehculos Fiat Campagnolo, Mercedes Benz D y Opel Diesel 3L5. En todos
estos casos las transmisiones por cadenas son diseadas con suficiente capacidad de trabajo.
Sin embargo, la ausencia de rodillos en las cadenas de casquillos intensifican el desgaste de los dientes de
las ruedas, debido a que los casquillos resbalan por los dientes en lugar de rodar como ocurre con los
rodillos, y por consiguiente, deben requerir una lubricacin esmerada. Es recomendable que la velocidad
de la cadena de casquillo no supere los 4 m/s.

Cadenas de Eslabones Perfilados.

Este tipo de cadena tiene la ventaja de un fcil arme y desarme de sus eslabones, pues ellos no necesitan
ningn otro elemento complementario. El enlace de estos eslabones se hace al desplazar lateralmente el
uno con respecto a otro. El diseo de estos eslabones permite su intercambio fcilmente, al poder ser
sustituido un elemento de la cadena sin necesidad de desencaje de las articulaciones con empleo de golpes
o fuerzas excesivas.
El inconveniente de este tipo de cadena es que solo pueden ser empleadas en velocidades muy bajas, por
lo general inferior a 1m/s, debido al incremento de las cargas de impacto motivadas por la poca precisin
del paso de los eslabones. Habitualmente, son explotadas en condiciones de lubricacin y proteccin
imperfectas, sin exigencias severas de reduccin de las dimensiones exteriores. Usualmente, las cadenas
de eslabones perfilados se utilizan en la construccin de maquinaria agrcola.

4
5

Arnold & Stolzenberg, Roller Chains (catalogo tcnico), Einbeck, Alemania, 1991.
Iwis Joh. Winklhofer & Shne. Iwis Automotive Chains, Munich 1991.

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Tabla 5 - Algunas caractersticas de las cadenas perfiladas de eslabones desmontable de la firma

estadounidense Allied-Locke Industries6.

Paso p Cantidad de Masa por

Designacin aproximad eslabones metro
o (mm) en 3048 mm (kg/m)
(10 pies)

25
32
32W
42
50H
51
52
55
57
62
62A
62H
67H
67XH

22,9
29,3
29,3
35,0
35,0
28,7
38,1
41,2
58,6
41,7
42,3
41,7
58,6
58,6

133
104
104
87
87
106
80
74
52
73
72
73
52
52

0,298
0,476
0,580
0,744
0,937
0,595
0,982
0,922
1,488
1,339
1,949
1,666
2,038
2,157

Fuerza
lmite
(N)
4227
7342
7342
10230
11570
9345
12010
12460
18690
18690
24470
19580
24470
30260

Ancho Espesor s
Fuerza
mnima de exterior
de los
(mm) eslabones
trabajo
(N)
(mm)
3382
5874
5874
7476
9968
7476
9612
9968
15130
15660
17800
16020
19580
24470

17,8
23,8
27,0
30,9
32,5
27,8
35,7
32,5
42,1
39,7
49,2
47,6
47,6
47,6

Cadenas Dentadas.
Las cadenas dentadas, conocidas tambin como cadenas silenciosas, constan de un juego de chapas con
formas de dientes. Estas chapas estn enlazadas en determinado orden y articulan con deslizamiento o
rodamiento, segn sea el tipo constructivo de la cadena. Las articulaciones en las cadenas dentadas
determinan en grado considerable su capacidad de trabajo, siendo superiores las cadenas con
articulaciones de rodadura con empleo de prismas con superficies cilndricas de trabajo apoyados en
rebajos planos realizados en los agujeros de los eslabones.
La cadena dentada, para que durante el trabajo se asiente correctamente en las ruedas, se dota de unas
chapas o platinas que sirven de gua. En pequeas velocidades se aconseja utilizar cadenas con chapas
gua centrales. En este ltimo caso, en los dientes de las ruedas se deben hacer unas entalladuras para las
chapas guas.
Varias son las normas de dimensiones establecidas para las cadenas dentadas, las ms conocidas son: la
alemana DIN 8190, la estadounidense ANSI B292M-82 y la sovitica GOST 13552-81. Hasta el
momento, no existe una normalizacin internacional de las cadenas dentadas, por tal motivo las
dimensiones de las ruedas para estas cadenas pueden variar entre normativas y fabricantes, haciendo que
los sprockets no sean intercambiables para cadenas de diferentes marcas y fabricantes.
Las ruedas para cadenas dentadas deben permitir que los eslabones envuelvan completamente el dentado
de las ruedas, por lo que el tallado de los sprockets es realizado con fresas de perfil cortante de flancos
rectos. Dichas fresas tallan el perfil del diente por copiado y cada fresa puede ser empleada para ruedas de
igual paso y nmero de dientes cercanos al del patrn de la fresa.

Allied-Locke Industries, Inc., Steel Detachable Chain (catlogo tcnico), Illinois, 1992

1,8
2,3
2,4
2,7
3,2
2,5
3,0
3,2
3,7
3,7
4,3
3,9
4,7
5,0

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Tipo de
fresa
1
2
3
4
5
6
7

Nmero de
dientes de la
rueda
13 14
15 17
18 20
21 25
26 35
36 60
61 - 130

Dimensiones
()

a (mm)

e (mm)

1610
18
20
2155
23
25
27

11,02
11,30
11,68
11,94
12,29
12,57
13,08

5,48
5,13
4,76
4,44
4,22
3,68
3,38

a
Fig. 5 Fresas para el tallado de ruedas para cadenas dentadas con paso ,
ofertadas por la firma Villar.Perosa, S.A.
Tabla 6 Dimensiones y capacidad de carga de cadenas dentadas segn la firma alemana WABCO7.
p

h
o

Designacin Paso
p
(mm)
HDL 025
HDL 030 9,525
HDL 040
HDL 050
HDL 065
HDL 325
HDL 340 12,72
HDL 365
HDL 3100
HDL 535
HDL 550 19,05
HDL585
HDL 5125
HDL 5200
HDL 665
HDL 6100 25,4
HDL 6200

Nmero
de
hileras
17
21
25
33
41
17
25
41
65
17
25
41
61
97
21
33
65

Ancho de
trabajo
(mm)
26,5
33
39
51,5
64
26,5
39
64
102
35,5
52
85,5
127
202
65
102
201

Carga
lmite por
rotura (N)
33000
41000
49000
65000
81000
51000
76000
129000
198000
91000
135000
220000
325000
520000
225000
355000
700000

Masa por
metro
(Kg / m)
1,4
1,7
2
2,6
3,2
1,8
2,6
4,2
6,6
3,75
5,4
8,8
13
20,5
9,1
14,1
28

Dimensiones del eslabn

h (mm)

o (mm)

espesor (mm)

10,9

6,7

1,5

14,45

8,7

1,5

21,0

10,7

2,0

27,8

14,1

3,0

WABCO Westinghouse, Toothed Chain Drives (catalogo tcnico), Leine, Alemania, 1988.

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Correas Dentadas.
A partir de la dcada del 40 surgen las correas y poleas dentadas como una transmisin capaz de dar
respuesta a las exigencias de sincronismo, flexibilidad y movimiento silencioso demandadas en los
nuevos diseos de la poca. Desde entonces las mejoras constructivas y el conocimiento alcanzado en las
leyes de distribucin de la carga en los flancos de los dientes engranados entre la correa y las poleas han
contribuido a la amplia difusin de esta transmisin en la actualidad.
cubierta
cuerdas de
traccin

Fig. 6 Correa dentada de perfil recto en

los flancos de los dientes.

p
diente

Las transmisiones por correas dentadas se caracterizan principalmente porque en ellas no existe un
contacto metlico, no se aprecia el efecto cordal con su nefasta influencia en la irregularidad del
movimiento, ni existe posibilidad de deslizamiento como en las correas de friccin. Otras de las ventajas
indicadas a esta transmisin corresponden a un anulamiento de la tensin de montaje y no requerimiento
de lubricacin.
En contraposicin con las transmisiones de cadenas metlicas, es sealable una menor resistencia a la
traccin y por consiguiente una menor potencia transmisible por unidad de ancho, mucho mas acentuado
en casos de bajas velocidades. En correas de caucho, puede ser contraproducente su empleo en un
ambiente con posibilidad de contaminacin con aceite o con una temperatura superior a los 60C.
Actualmente existen tres perfiles tpicos para las correas dentadas: el flanco recto, parablico y
curvilneo. La sencillez constructiva a determinado que el perfil recto sea el ms divulgado, pero a la vez
es el tipo de diente menos resistente porque sufre todo el empuje de la polea en la base del diente. Los
perfiles curvilneos y parablicos se caracterizan por una mejor distribucin de la carga y una mayor
capacidad de carga.
Tabla 7 Caractersticas geomtricas y de capacidad de las correas dentadas.
Perfil

Recto

Parablico

Designacin
del paso
XL T 5
L T 10
H
XH
XXH
S4.5M
S8M
S14M

Paso p
(mm)
5,08
9,52
12,7
22,22
31,75
4,5
8,0
14,0

Nmero mnimo de
dientes en la polea.
12 10
16 12
20 17
26 22
26 - 22
14 - 12
24 - 12
38 - 22

Potencia transmisible (kW)

1000 min-1 1500 min-1
500 min-1
0,05
0,1
0,15
0,55
1,2
1,5
6
15
20
20
35
44
35
48
52
.15
.5
.8
10
15
15
40
60
70

Los parmetros principales de las correas dentadas son : longitud , paso y ancho, los cuales siempre deben
ser tenidos presentes en la seleccin y clculo de las transmisiones por correas dentadas. Las poleas de la
transmisin se caracterizan por el nmero de dientes, dimetro primitivo, dimetro exterior y ancho de la
polea.

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Cadenas de Rodillos.
Las cadenas de rodillos son un medio altamente eficiente y verstil de transmisin mecnica. Hasta la
fecha, en el campo de las aplicaciones industriales la cadena de rodillos ha sido la de mayor difusin entre
la variedad disponible de cadenas de transmisin.
Este tipo de cadena, en su construccin ms generalizada, esta compuesta por placas interiores y
exteriores que se alternan sucesivamente y unidas entre si de forma articulada. Cada articulacin de la
cadena consta de un pasador en unin con la placa exterior, un casquillo que se encuentra unido a los
agujeros de las placas interiores y por ltimo el rodillo, que se encuentra montado con holgura en el
casquillo, para disminuir el desgaste de los dientes de las ruedas y el propio casquillo. Durante el montaje
de la cadena sus extremos se unen mediante eslabones desmontables complementarios, diferencindose
estos empalmes segn la cantidad de eslabones sea un nmero par o impar. Es aconsejable emplear
cadenas con un nmero par de eslabones, teniendo en cuenta que los eslabones de unin son ms
resistentes que los correspondientes a un nmero impar de eslabones.
Placa exterior

Placa interior

Rodillo

Fig. 7 Cadena de rodillos.

Casquillo

Las cadenas de rodillos para transmisin de potencia se fabrican en empresas o compaas especializadas
en su produccin y comercializacin. Algunas de las ms conocidas firmas productoras son las alemanas
Iwis y Kbo, la italiana Regina, la inglesa Renold, la espaola Iris y las estadounidenses Rexnord , LinkBelt y Diamond.
Como caracterstica de la resistencia mecnica de la cadena se utiliza la carga lmite por rotura, cuya
magnitud se determina mediante ensayos y pruebas en la fbrica constructora de cadenas y se reglamenta
por las normas. Como parmetros geomtricos principales de las cadenas de rodillos son identificados el
paso y el ancho entre placas interiores.
Las amplias posibilidades de dimensiones y capacidades de carga de las cadenas de rodillos ha permitido
una amplia aplicabilidad en las transmisiones modernas segn se observa en la siguiente tabla.
Tabla 8 Campos de aplicacin de las transmisiones con cadenas de rodillos8.
Aplicacin
Motocicletas y bicicletas.
Mquinas agrcolas
Mquinas para la industria del petrleo.
Maquinara general

Rango del paso (mm)

12,700 15,875
15,875 41,300
19,050 63,500
8,000 50,800

Rango de carga lmite de la cadena (N)

7500 20000
2000 160000
38000 430000
2000 160000

En caso de grandes cargas y velocidades, para evitar pasos grandes, desfavorables en cuanto a las cargas
dinmicas, se emplean cadenas de varias hileras de rodillos. Se componen de los mismos elementos que
las de una hilera, slo que sus ejes tienen una longitud aumentada. Las potencias a trasmitir y la carga
lmite por rotura de las cadenas de mltiples hileras son casi proporcional al nmero de ramales.
Generalmente la cantidad de hileras de rodillos en las cadenas de mltiples ramales se selecciona entre 2
4.

Dobrovolski, V., Zablonski, K. Y otros, Elementos de Mquinas, pag.448, Edit. MIR, Mosc, 1976.

Nociones sobre transmisiones por cadenas de rodillos.

Dr. Gonzalo Gonzlez Rey

CUJAE. Facultad de Ingeniera Mecnica

3. MERCADO INTERNACIONAL DE TRANSMISIONES POR CADENAS.

Es conocido que el perfeccionamiento de la industria actual, prev el incremento ms eficaz de
rendimiento de las mquinas y los motores elevando la velocidad de trabajo de aquellos elementos
vinculados al trabajo til. Quizs esta tendencia, haga pensar a desconocedores del tema, que las
transmisiones por cadenas sean elementos de mquinas sin perspectivas en el futuro, pues son
transmisiones de baja velocidad, pero nada ms alejado de la realidad y demostrado por la cantidad de
firmas productoras de cadenas con prestigio internacional, que aumentan sus ventas aos tras aos, como
Martin Sprocket & Gear Inc. (E.U.A.), Regina Industria Spa (Italia), Ransey Silent Chain Co. Ltd.
(Inglaterra), Renold Chains (Inglaterra) e IWIS (Alemania).
En la literatura sovitica especializada se plantea que ya en la dcada de los aos 80, la produccin de
cadenas de potencia en la URSS superaba en muchas veces las decenas de millones de metros al ao9.
Segn informacin brindada por la compaa Frost & Sullivan10, durante la dcada de los aos 80 se
observ el continuo aumento de las ventas anuales de los componentes de la transmisiones por cadenas en
uno de los pases con mayor empleo de estas transmisiones.
Tabla 9 Ventas anuales de componentes de transmisiones por cadenas en millones de dlares en el
mercado de Estados Unidos de Amrica.
Productos
Cadenas de rodillos
Cadenas dentadas
Correas dentadas
Sprockets
Total

1984
200,0
8,5
35,0
65,0
308,5

1985
212,0
9,0
39,0
68,9
328,9

1986
229,0
9,7
44,3
74,4
357,4

1987
226,7
9,6
46,5
73,7
356,5

1988
244,8
10,4
53,0
79,6
387,8

1989
257,0
10,9
59,0
83,5
410,4

Ventas en millones de US$

De un informe emitido por el Director General de la firma Renold Gear Ltd, en la Feria Comercial de
MECAELEM (marzo/96) 11 , en reunin de EUROTRANS (Asociacin Europea de Transmisiones de
Potencia), se conoci que las ventas de la firma Renold Gear, por concepto de cadenas, fueron de 154
millones de dlares estadounidenses, ventas superiores a las del ao anterior.
200
150

154
100

100,8
50

25,2

cadenas

engranajes

otros

Fig. 8 Ventas por productos, en millones de dlares, de la firma Renold Gear Ltd. durante 1996.
En este sentido, motivado por lograr una normalizacin internacional de las transmisiones por cadenas y
apremiado por las necesidades comerciales, son los recientes esfuerzos del Comit Tcnico 100 de ISO, el
cual es dirigido por el Instituto de Normalizacin Ingles (BSI). El mencionado Comit Tcnico ISO tiene
como objetivos fundamentales la creacin de un orden en las dimensiones de las cadenas y el
establecimiento del clculo la capacidad de carga de las transmisiones por cadenas. Durante 1998,
algunos de los grupos de trabajo ms activos en ISO TC100 fueron los responsabilizados con la

Reshetov D., Elementos de Mquinas . pag. 473. Edit. Pueblo y Educacin. Cuba.1985.
Bell Doreen, Belt and Chain Drives: an Overview. Power Transmission Design. Pag. BC12, July 1985,
11
Franklin, J.T., Perspective. AGMA New Digest. Pag. 7, March/April 1996.
10

Nociones sobre transmisiones por cadenas de rodillos.

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normalizacin de las cadenas de bicicletas (WG 6), las cadenas de precisin de pasos pequeos (WG 8) y
los ensayos de fatiga en las cadenas de rodillos de precisin (WG 12)12.
En general, ha sido un conocimiento valorado por la prctica que las transmisiones por cadenas poseen un
elevado rendimiento, gran fiabilidad de trabajo y un aceptable costo por potencia trasmitida. Pero estas
ventajas dejan de ser, si durante la realizacin de su diseo y en la explotacin no se tiene especial
cuidado en lograr una elevada vida til de la cadena, pues el costo de adquisicin de ellas en el mercado
mundial es lo suficientemente alto como para incrementar sustancialmente los gastos por reposicin, si el
fallo de la cadena ocurre frecuentemente.
Tabla 10 Precios en US$/m de algunas cadenas ofertadas por firmas comerciales en el mercado cubano.
Designacin de
la Cadena
08B-1
10A-1
12A-1
16A-1
24B-1
24B-2

Paso
mm
12,700
15,875
19,050
25,400
38,100
38,100

Norma

Firma A
7,07
9,96
13,75
21,94
71,11
144,18

Europea
Americana
Americana
Americana
Europea
Europea

Marca de la cadena
Firma B
17,44
19,88
29,30
45,12
125,22
275,01

Firma C
12,96
12,84
15,54
27,23
84,92
104,22

4. DESARROLLO DE LAS TRANSMISIONES POR CADENAS DE RODILLOS.

La transmisin por cadenas de rodillos tiene una bien ganada posicin en el amplio conjunto de
accionamientos para transmisiones de potencias medias. Una de las ventajas ms significativa de esta
transmisin es el sincronismo que logra con un enlace flexible entre el elemento motriz y el movido,
permitindole ser empleada con xito como elemento de transmisin mecnica en maquinas herramientas,
mquinas impresoras, maquinaria textil, equipamiento de embalaje, mquinas agrcolas, en la industria de
la construccin, en la industria minera, y con un amplio empleo en la construccin de vehculos
automotores.
Es indiscutible que la introduccin de las transmisiones por cadenas de rodillos fue estimulada en los aos
finales del siglo XIX por la construccin de los triciclos que demandaban una transmisin resistente,
flexible y para distancias entre centros relativamente grandes. Famosos son an los triciclos con ruedas
motrices de 1275 mm de dimetro construidos por Pope Manufacturing Co. en 1880, donde las bondades
de las transmisiones por cadenas de rodillos permitieron un accionamiento fcil y efectivo.
En los inicios del siglo XX las transmisiones por cadenas, se presentaron como un elemento importante
en los primeros xitos de la aviacin motorizada. Quizs, uno de los ejemplos ms impresionantes de su
uso en aquella poca lo constituy el artefacto volador de los Hermanos Wright, conocido como el
Halcn Catty, el primero en estabilizar un vuelo de 59 segundos con un recorrido de 852 pies, en este
primer avin motorizado fue empleada una transmisin por cadenas de rodillos para accionar las
propelas desde un motor con cuatro cilindros de 16 HP.
La construccin de mquinas se perfecciona continuamente de acuerdo con las nuevas exigencias que
imponen las condiciones de explotacin y produccin y las nuevas posibilidades que se abren con el
desarrollo de la ciencia, con la aparicin de nuevos materiales, as como con los nuevos procedimientos
de dar a estos materiales la forma conveniente y las propiedades requeridas. Las transmisiones por
cadenas no son ajenas a esta realidad y tambin el desarrollo de nuevos diseos y mejoras en el material
empleado en ellas permite que pueda ser apreciado un aumento de la capacidad de carga de las cadenas de
rodillos al pasar de los aos.

12

ISO/TC 100, Document # 297, Notice of meeting. Draft agenda. Illinois, April, 1998.

10

Carga lmite de rotura KN

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70
60
50

1990
1950

40
30
20
10
0

1/2

5/8

3/4

Paso de la cadena
Fig. 9 Capacidades de carga promedio de las cadenas de rodillo de 1 hilera segn dimensiones de la
serie americana en los aos 5013 y 9014. Ntese un aumento promedio del 8% de la resistencia en las
cadenas de rodillos.
A mediados de los aos 80 las cadenas han incluido, adems del tradicional acero, como materiales de
fabricacin los plsticos. Las innovaciones en las cadenas plsticas hubo de incentivar su empleo en las
industrias farmacuticas y de alimentos donde se eliminaba el efecto corrosivo que se produca en las
cadenas de aceros15. A pesar de ello, y como puede ser comprendido, las cadenas plsticas no garantizan
una elevada resistencia alcanzando apenas valores de capacidad de carga del orden de los 500 N por
ramal16.
Recientemente, innovaciones en el tratamiento superficial, con empleo de molibdeno, de los pasadores en
las cadenas de rodillos ha permitido aumentar considerablemente la resistencia al desgaste de las cadenas
al lograrse durezas superficiales del orden de los 1800 HV, superiores en a los 800 HV alcanzado en los
pasadores con un cementado convencional. La elevada dureza superficial alcanzada con este proceso ha
permitido aumentar entre 3 y 4 veces la vida til de la cadena de rodillo normal17.
En los ltimos aos, han aparecido cadenas con insercin de cojinetes de agujas entre el pasador y el
rodillo, resultando una construccin de alta resistencia al desgaste, incluso ante ausencia de lubricacin
durante la explotacin18. Este diseo ha tenido su mayor aceptacin en las cadenas de rodillos de paso
largo (paso/ancho 3).

5. NORMALIZACIN INTERNACIONAL DE LAS CADENAS DE RODILLOS.

Las posibilidades constructivas y dimensionales de las cadenas de rodillos creo desde un inicio la
necesidad de normalizar las transmisiones por cadenas. Se ha planteado que los primeros intentos de
normalizar las cadenas surge durante una reunin de la Sociedad de Ingenieros Automotrices (SAE) en
1928. Desde esa poca hasta nuestros das la normalizacin de las transmisiones de cadenas de rodillos ha
estado dirigida a establecer una homogeneidad en las dimensiones de las cadenas, caracterizada por
relaciones dependientes del paso y el ancho entre las placas interiores.
Las dimensiones de las cadenas han sido diferenciadas en dos series, reconocidas como la serie
Americana, normalizada en ANSI Standard B29.1-1975, y la serie Europea. En la actualidad ambas
series han sido recogidas en la segunda versin de la Norma Internacional ISO 606-1994 (la primera
13

Shigley, J. E., Machine Design, New York, 1956.

Joh. Winklhofer & Shne, Iwis Chains. Chain Engineering. Mnchen, 1994
15
Bell, D., Belt and Chain Drives: An Overview. Power Transmission Design, Vol. 28, No.7, July 1986.
16
Berg, W., Plastic chain and belts simplify miniature drives, Power Transmission Design, Agosto, 1978.
17
Sedis Company, Ltd., Principal products (catalogo tcnico), Troyes, Francia, 1998.
18
Transmisin S.A., Tsubaki Chain Products (catalogo tcnico), Madrid, 1996.
14

11

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versin fue aprobada en 1982). En la mencionada Norma ISO, se reconocen las cadenas con dimensiones
derivadas de ANSI con la letra A y aquellas cadenas con dimensiones representativas de la unificacin de
las normas originarias de Europa con la letra B. Otras normas nacionales reconocen esta diferenciacin en
las dimensiones de las cadenas segn ambas series, ejemplo de ello son las normas alemanas DIN 8187
(serie europea) y DIN 8188 (serie americana).
En los siguientes grficos puede ser observado que las desigualdades dimensionales entre ambas series de
cadenas solo son significativas en el dimetro del rodillo y el ancho interior para cadenas con pasos de 1
(38,1 mm) y 1 (44,45mm). La ms notable diferencia generalmente corresponde al mayor dimetro
del pasador en la serie B, lo que garantiza una mayor rea resistiva al desgaste, pero una menor carga
lmite de traccin.

12

Nociones sobre transmisiones por cadenas de rodillos.

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Tabla 11 Dimensiones de las cadenas de rodillos segn Norma ISO 60619

paso
Dimetro Ancho
Paso
Dimetro Altura de la
rea
placa
resistiva
pulgada de rodillo interior transversal de pasador
mm
mm
mm
mm
interior mm mm2 *
05B
8
5
3
5,64
2,31
7,11
11
06B
9,525
3/8
6,35
5,72
10,24
3,28
8,26
28
08A
12,7
1/2
7,92
7,85
14,38
3,98
12,07
44
08B
12,7
1/2
8,51
7,75
13,92
4,45
11,81
50
081
12,7
1/2
7,75
3,3
3,66
9,91
21
083
12,7
1/2
7,75
4,88
4,09
10,3
29 @
084
12,7
1/2
7,75
4,88
4,09
11,15
36 #
085
12,7
1/2
7,77
6,25
3,58
9,91
10A
15,875
5/8
10,16
9,4
18,11
5,09
15,09
70
10B
15,875
5/8
10,16
9,65
16,59
5,08
14,73
67
12A
19,05
3/4
11,91
12,57
22,78
5,96
18,08
105
12B
19,05
3/4
12,07
11,68
19,46
5,72
16,13
89
16A
25,4
1
15,88
15,75
29,29
7,94
24,13
178
16B
25,4
1
15,88
17,02
31,88
8,28
21,08
210
20A
31,75
1
19,05
18,9
35,76
9,54
30,18
261
20B
31,75
1
19,05
19,56
36,45
10,19
26,42
296
24A
38,1
1
22,23
25,22
45,44
11,11
36,20
392
24B
38,1
1
25,4
25,4
48,36
14,63
33,40
554
28A
44,45
1
25,4
25,22
48,87
12,71
42,24
470
28B
44,45
1
27,94
30,99
59,56
15,9
37,08
739
32A
50,8
2
28,58
31,55
58,55
14,29
48,26
642
32B
50,8
2
29,21
30,99
58,55
17,81
42,29
810
36A
57,15
2
35,71
35,48
65,84
17,46
54,31
875+
40A
63,5
2
39,68
37,85
71,55
19,85
60,33
1085
40B
63,5
2
39,37
38,1
72,29
22,89
52,96
1275
48A
76,2
3
47,63
47,35
87,83
23,81
72,39
1610+
48B
76,2
3
48,26
45,72
91,21
29,24
63,88
2058
Nota: El rea resistiva y la masa lineal cadenas con mltiples hileras de rodillos pueden ser calculados
multiplicando el valor de una cadena simple por la cantidad de hileras. Ejemplo: una cadena 28B-3
de 3 hileras tiene un rea resistiva de 2217 mm2 y una masa de 25,80 kg/m.
Denominacin
ISO

mm

En la anterior tabla, el valor indicado de carga lmite de traccin corresponde a la fuerza axial mnima de
estirado, aplicada en una cadena de rodillos con al menos 5 eslabones, que durante las pruebas de
resistencia provoc un incremento de su longitud sin un aumento de la carga aplicada (carga lmite por
deformacin plstica).
Tan importante como las dimensiones del eslabn en la cadena es la forma de clculo y control de la
longitud total de la cadena. Un simple anlisis puede revelar que la longitud nominal de la cadena puede
ser calculada como el producto de la cantidad de eslabones por el paso de la cadena, de forma tal que la
comparacin entre la longitud real de la cadena y su valor nominal puede indicar fcilmente el nivel de
desgaste en sus articulaciones o el error de paso acumulado en la cadena.
En la norma internacional ISO 606:1994, se establece el control de la longitud de la cadena recin
construida mediante una fuerza de estirado que revela el correcto acoplamiento de los elementos
19

ISO Standard 606, Short-pitch transmission precision roller chains and chain wheels
No declarado en ISO 606-1994. Valor tomado del catalogo tcnico de Arnold & Stolzenberg (firma
perteneciente a la Corporacin Renold). Roller Chains , Einbeck, 1991.
@
No declarado en ISO 606-1994. Valor tomado del catalogo tcnico de IWIS. IWIS Chains, Munich
1994.
#
No declarado en ISO 606-1994. Valor tomado del catalogo tcnico de Khler + Bovenkamp. KOBO
Precision Roller Chains, Wuppertal, Alemania, 1992.
+
No declarado en ISO 606-1994. Valor tomado del catalogo tcnico de YUK. Cadenas YUK, Valencia,
1994.
*

13

Masa
lineal
kg/m *
0,18
0,41
0,60
0,70
0,28
0,44 @
0,59 #
1,00
0,95
1,50
1,25
2,60
2,70
3,70
3,60
5,50
6,70
7,50
8,60
9,70
9,50
13,28+
15,80
15,10
24,00+
25,00

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participantes en las articulaciones, as como la calidad dimensional de los eslabones. Para ello, se
recomienda que la longitud de cadena empleada en el control sea mayor que:
610 mm para cadenas comprendidas entre las denominaciones 05B y 12B (ver tabla 2.1).
1220 mm para cadenas comprendidas entre las denominaciones 16A y 48B (ver tabla 2.1).
El tramo de cadena para el control de la longitud debe terminar en eslabones interiores (placas interiores,
casquillo y rodillo), mediante los cuales, y empleando un enganche que permita un libre movimiento de
rotacin en el plano normal de la articulacin, se le aplicar suavemente a la cadena una determinada
fuerza de control en dependencia del paso de la cadena y la cantidad de hileras (ver tabla 2.2). En casos
de cadenas nuevas no lubricadas, la longitud medida debe estar entre los lmites del 0 % a 0,15% de la
longitud nominal ( paso x cantidad de eslabones). Otras normas, como DIN 8187/8188, recomiendan una
tolerancia de longitud en funcin del paso y la cantidad de eslabones, coincidiendo con la norma ISO en
las tolerancias declaradas para 49 eslabones.
Tabla 12 Fuerza para control de longitud de cadena y de carga lmite de traccin segn ISO 606:1994.
paso
Fuerza para control de longitud N
Carga lmite de traccin kN
pulgada Simple
Doble
Triple
Simple
Doble
Triple
hilera
hileras
hileras
hilera
hileras
hileras
05B
8
50
100
150
4,4
7,8
11,1
06B
9,525
3/8
70
140
210
8,9
16,9
24,9
08A
12,7
1/2
120
250
370
13,8
27,6
41,4
08B
12,7
1/2
120
250
370
17,8
31,1
44,5
081
12,7
1/2
125
8
083
12,7
1/2
125
11,6
084
12,7
1/2
125
15,6
085
12,7
1/2
125
6,7
10A
15,875
5/8
200
390
590
21,8
43,6
65,4
10B
15,875
5/8
200
390
590
22,2
44,5
66,7
12A
19,05
3/4
280
560
840
31,1
62,3
93,4
12B
19,05
3/4
280
560
840
28,9
57,8
86,7
16A
25,4
1
500
1000
1490
55,6
111,2
166,8
16B
25,4
1
500
1000
1490
60
106
160
20A
31,75
1
780
1560
2340
86,7
173,5
260,2
20B
31,75
1
780
1560
2340
95
170
250
24A
38,1
1
1110
2220
3340
124,6
249,1
373,7
24B
38,1
1
1110
2220
3340
160
280
425
28A
44,45
1
1510
3020
4540
169
338,1
507,1
28B
44,45
1
1510
3020
4540
200
360
530
32A
50,8
2
2000
4000
6010
222,4
444,8
667,2
32B
50,8
2
2000
4000
6010
250
450
670
36A
57,15
2
2670
5340
8010
280,2
560,5
840,7
40A
63,5
2
3110
6230
9340
347
693,9
1040,9
40B
63,5
2
3110
6230
9340
355
630
950
48A
76,2
3
4450
8900
13340
500,4
1000,8
1501,3
48B
76,2
3
4450
8900
13340
560
1000
1500
Nota demostrativa. Para una cadena nueva 32B 2 con 49 eslabones:
La fuerza de control es de 4000 N
La longitud nominal = 50,8 x 49 = 2489,2 mm
La longitud mnima = 2489,2 mm
La longitud mxima = 2489,2 x 1,0015 = 2492,9 mm (segn ISO 603:1998)
Denominacin
ISO

Mm

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