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Cómo elegir el número de dientes de un piñón
"¿Cuántos dientes le pongo al piñón chico?" La respuesta corta es 17 o más. La respuesta útil explica por qué, cuándo se puede bajar y qué pasa con el piñón grande.
El efecto poligonal: por qué los piñones chicos golpean
La cadena no envuelve un círculo sino un polígono: cada eslabón es un lado recto. Al girar, la cadena sube y baja y su velocidad varía en cada diente. Mientras menos dientes, más grande la variación, y eso se traduce en vibración, ruido, golpe de los rodillos contra el diente y desgaste.
| Dientes del piñón | 9 | 11 | 13 | 15 | 17 | 19 | 21 | 25 | 30 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Variación de velocidad | 6,0 % | 4,1 % | 2,9 % | 2,2 % | 1,7 % | 1,4 % | 1,1 % | 0,8 % | 0,5 % |
Variación = 1 − cos(180°/Z).
Bajo 17 dientes la variación crece rápido; sobre 21 casi no se nota. De ahí las recomendaciones habituales:
- 17 dientes o más para uso general.
- 21 a 25 dientes para velocidades altas o cargas con golpes.
- 9 a 13 dientes solo a baja velocidad y baja carga (transportadores lentos, accionamientos manuales).
El piñón grande también tiene límite
Con el uso la cadena se estira, y el rodillo sube en el diente. Mientras más dientes tiene el piñón, menos estiramiento tolera antes de que la cadena salte. Como regla práctica, el estiramiento admisible es del orden de 200 ÷ Z por ciento: un piñón de 50 dientes tolera cerca de 4 %, uno de 120 apenas 1,7 %. Por eso conviene no pasar de 120 dientes y evitar relaciones grandes en una sola etapa.
Relación máxima: 7 a 1
Con más de 7:1, el piñón chico queda abrazado en un ángulo pequeño (pocos dientes engranados) y el grande se vuelve enorme. Si necesitas más reducción, hazla en dos etapas. Lo ideal es quedarse bajo 6:1 y con un ángulo de contacto en el piñón chico de al menos 120°.
Dientes impares y eslabones pares
La cadena casi siempre tiene un número par de eslabones (para cerrarla con un eslabón de unión normal). Si además el piñón tiene un número impar de dientes, cada diente se encuentra con un eslabón distinto en cada vuelta y el desgaste se reparte parejo. Por eso es común ver piñones de 17, 19, 21 o 23 dientes.
Ejemplo completo
Un motor de 1.450 rpm debe mover una máquina a unas 400 rpm, con cadena 08B y unos 500 mm entre ejes. La relación necesaria es 1.450 ÷ 400 = 3,6. Estas son las opciones:
| Z1 | Z2 | RPM salida | Eslabones | Velocidad cadena | Comentario |
|---|---|---|---|---|---|
| 15 | 54 | 403 | 116 | 4,6 m/s | Funciona, pero con más vibración |
| 17 | 62 | 398 | 120 | 5,2 m/s | Mínimo recomendado |
| 19 | 69 | 399 | 126 | 5,8 m/s | Más suave; piñón grande más voluminoso |
| 21 | 76 | 401 | 130 | 6,4 m/s | Más suave; piñón grande más voluminoso |
La opción de 17 o 19 dientes en el piñón chico es la más equilibrada. Para ver la distancia exacta entre ejes y el resto de los datos de cada opción, usa la calculadora de largo de cadena.
Resumen
- Piñón chico: 17 o más; 21 a 25 si hay velocidad o golpes.
- Piñón grande: hasta unos 120 dientes.
- Relación: hasta 7:1 por etapa, idealmente bajo 6:1.
- Preferir dientes impares con un número par de eslabones.
- Distancia entre ejes: 30 a 50 pasos.
Cuando tengas los dientes definidos, la calculadora de piñones te da todas las medidas para fabricarlos.