Transmisión por cadena

La mayoría de los sistemas de transmisión por cadena utilizan dientes para transferir el movimiento entre la cadena y los rodillos. Esto resulta en menores pérdidas por fricción que los sistemas de transmisión por correa , que a menudo dependen de la fricción para transmitir el movimiento.

Si bien las cadenas pueden fabricarse más resistentes que las correas, su mayor masa aumenta la inercia del sistema de transmisión .

Las cadenas de transmisión suelen ser de metal, mientras que las correas suelen ser de caucho, plástico, uretano u otros materiales. Si la cadena de transmisión es más pesada que una correa equivalente, el sistema tendrá mayor inercia . En teoría, esto puede generar un mayor efecto de volante de inercia ; sin embargo, en la práctica, la inercia de la correa o la cadena suele representar una pequeña proporción de la inercia total del sistema de transmisión.

Un problema de las cadenas de rodillos es la variación de velocidad, o fluctuación, causada por la aceleración y desaceleración de la cadena al girar alrededor del piñón, eslabón por eslabón. Comienza tan pronto como la línea de paso de la cadena entra en contacto con el primer diente del piñón. Este contacto se produce en un punto por debajo del círculo primitivo del piñón. A medida que el piñón gira, la cadena se eleva hasta el círculo primitivo y luego vuelve a descender mientras continúa la rotación del piñón. Debido a la longitud de paso fija, la línea de paso del eslabón corta la cuerda entre dos puntos de paso en el piñón, permaneciendo en esta posición relativa al piñón hasta que el eslabón sale de él. Este ascenso y descenso de la línea de paso es lo que causa el efecto de cuerda o variación de velocidad. ^{[ 9 ]}

En otras palabras, las transmisiones convencionales por cadena de rodillos presentan el riesgo de vibración, ya que el radio de acción efectivo en una combinación de cadena y piñón cambia constantemente durante la revolución ("Acción cordal" ^{[ 10 ]} ). Si la cadena se mueve a velocidad constante, los ejes deben acelerar y desacelerar constantemente. Si un piñón gira a velocidad constante, la cadena (y probablemente todos los demás piñones que acciona) deben acelerar y desacelerar constantemente. Esto no suele ser un problema en muchos sistemas de transmisión; sin embargo, la mayoría de las motocicletas están equipadas con un buje de rueda trasera con casquillo de goma para eliminar prácticamente este problema de vibración. Las transmisiones por correa dentada están diseñadas para limitar este problema al operar con un radio de paso constante ^{[ 11 ]} .

Las cadenas suelen ser más estrechas que las correas, lo que facilita el cambio a piñones más grandes o más pequeños para variar la relación de transmisión. Las bicicletas de varias velocidades con desviadores aprovechan esta característica. Además, el engranaje más preciso de una cadena facilita la construcción de piñones cuyo diámetro puede aumentar o disminuir, modificando así la relación de transmisión. Sin embargo, algunas correas síncronas más recientes afirman tener una capacidad equivalente a la de las transmisiones por cadena de rodillos del mismo ancho. ^{[ 12 ]}

Ambos sistemas pueden utilizarse para mover objetos acoplándoles cestas, cubos o estructuras. Las cadenas se suelen usar para mover objetos verticalmente sujetándolos con estructuras, como en las tostadoras industriales, mientras que las correas son ideales para mover objetos horizontalmente, como en las cintas transportadoras . No es raro que estos sistemas se utilicen en combinación; por ejemplo, los rodillos que impulsan las cintas transportadoras suelen ser accionados por cadenas.

Los ejes de transmisión son otro método común para transmitir potencia mecánica, que a veces se compara con la transmisión por cadena. En particular, la elección entre transmisión por correa, cadena o eje es una decisión clave en el diseño de la mayoría de las motocicletas. Los ejes de transmisión suelen ser más resistentes y fiables que la transmisión por cadena, pero los engranajes cónicos generan mucha más fricción. Por esta razón, prácticamente todas las motocicletas de alto rendimiento utilizan transmisión por cadena, mientras que los sistemas de transmisión por eje se emplean generalmente en motocicletas no deportivas. Las transmisiones por correa dentada se utilizan en algunos modelos (no deportivos).

La transmisión por cadena fue la principal característica que diferenció la bicicleta de seguridad introducida en 1885, con sus dos ruedas del mismo tamaño, de la bicicleta de rueda alta o " penny-farthing " de transmisión directa . La popularidad de la bicicleta de seguridad con transmisión por cadena provocó la desaparición de la rueda alta y sigue siendo una característica básica del diseño de bicicletas en la actualidad.

Austin de 1906 - vista en planta

Austin de 1906 - vista lateral

Muchos de los primeros automóviles utilizaban un sistema de transmisión por cadena, una alternativa popular al sistema Panhard . Un diseño común consistía en un diferencial ubicado cerca del centro del vehículo, que transmitía la potencia al eje trasero mediante cadenas de rodillos. Este sistema permitía un diseño relativamente sencillo que podía acomodar el movimiento vertical del eje asociado con la suspensión trasera .

Frazer Nash fue un firme defensor de este sistema, que utilizaba una cadena por marcha seleccionada mediante embragues de garras . Su sistema de transmisión por cadena (diseñado para la GN Cyclecar Company ) era muy eficaz, permitiendo cambios de marcha rápidos. Este sistema se utilizó en muchos coches de carreras de las décadas de 1920 y 1930. El último automóvil popular con transmisión por cadena fue el Honda S600 de la década de 1960. ^{[ 13 ]}

La elección entre la transmisión por cadena, la transmisión por correa o el uso de un eje de transmisión es una decisión de diseño fundamental en el diseño de motocicletas; casi todas las motocicletas utilizan uno de estos tres diseños.