La fuerza que transmite la potencia es sencillamente P/v, pero se reparte entre un ramal tenso y uno flojo según la ecuación del cabrestante. Introduce la potencia, la velocidad de la correa, el número de correas, el arco de contacto y el ángulo de garganta para obtener la tensión efectiva, las dos tensiones de ramal y la carga resultante que se impone a los ejes.
Calculadora
Unidades:
kW
Potencia de cálculo, factor de servicio incluido
m/s
Velocidad lineal. Las correas trapezoidales corrientes giran de 5 a 30 m/s
Correas que se reparten la carga en una transmisión de varias gargantas
°
Abrazamiento en la polea pequeña. 180° con poleas iguales, menos según crece la relación
°
Ángulo interior de la garganta en V. 38° es el valor normalizado; 180 modelaría una correa plana
Resultado del cálculo
Pulsa Calcular para obtener la tensión efectiva que transmite la potencia, las tensiones de los ramales tenso y flojo en el punto de deslizamiento incipiente, y la carga estática resultante sobre los ejes.
Solución paso a paso
Ayuda de dimensionamiento preliminar. Los resultados siguen las fórmulas publicadas que se citan más abajo y están pensados para estimaciones, estudio y diseño preliminar. El proyecto definitivo debe verificarlo un ingeniero cualificado conforme a la normativa vigente donde se ejecute la obra.
Beneficios principales
✓Aplica la ecuación del cabrestante con el factor de cuña de la garganta en V
✓Separa la tensión efectiva de las dos tensiones de ramal
✓Da la carga resultante sobre el eje, que es la que dimensiona los rodamientos
✓Muestra cómo el arco de contacto modifica a la vez las tensiones y la carga sobre el eje
✓El gráfico de sensibilidad muestra las tensiones subir a medida que baja el abrazamiento
✓Enlaces compartibles y exportación CSV para el expediente de proyecto
¿Qué es la tensión de una correa trapezoidal?
Una correa transmite potencia tirando más fuerte de un lado que del otro. La diferencia entre ambos — la tensión efectiva — es la que hace el trabajo, y equivale a la potencia dividida por la velocidad de la correa. Cómo se reparte esa diferencia entre una tensión alta en el ramal tenso y una baja en el flojo depende del rozamiento disponible, que fijan el ángulo de abrazamiento y el coeficiente de rozamiento.
La garganta en V multiplica el rozamiento
Una correa plana aprieta contra la polea con una fuerza normal igual a su componente de tensión. Una correa trapezoidal se acuña en la garganta, así que la misma fuerza radial produce una fuerza normal mucho mayor contra los dos flancos, mayor en 1/sin(β/2). Para una garganta normalizada de 38° eso es 1/sin(19°) = 3,07, de modo que el coeficiente de rozamiento efectivo pasa a ser 0,92 en vez de 0,30. Por eso una correa trapezoidal de anchura modesta supera a una correa plana mucho más ancha.
Por qué importa el arco de contacto
La ecuación del cabrestante da T1/T2 = e^(μ'θ), así que la relación de tensiones crece exponencialmente con el ángulo de abrazamiento. Más abrazamiento significa que la misma tensión efectiva se soporta con un ramal tenso menor y, por tanto, con menos carga sobre el eje. Reducir el arco de 180° a 120° eleva el ramal tenso un 10,5 % y la carga sobre el eje un 13,1 % para la misma potencia transmitida, y por eso 120° se toma como el mínimo práctico.
Fórmula
Te = P / v
Tensión efectiva: la diferencia de fuerza que transmite la potencia
Fórmulas relacionadas
μ' = μ / sin(β/2)
T1 / T2 = e^(μ'·θ)
T1 = Te · e^(μ'θ) / (e^(μ'θ) − 1)
Definición de variables
Símbolo
Variable
Unidad
Descripción
P
Potencia transmitida
kW
Potencia que la transmisión debe soportar, factor de servicio incluido.
v
Velocidad de la correa
m/s
Velocidad lineal. La tensión efectiva es inversamente proporcional a ella.
Te
Tensión efectiva
N
La diferencia entre las dos tensiones de ramal, igual a P/v.
θ
Arco de contacto
°
Ángulo de abrazamiento en la polea pequeña. 120° es el mínimo práctico.
β
Ángulo de garganta
°
Ángulo interior de la garganta en V, típicamente de 34 a 40°.
T1, T2
Tensiones de ramal
N
Tensiones de los ramales tenso y flojo, cuya diferencia es Te.
Cómo usar esta calculadora
Incluye el factor de servicio en la potenciaLas transmisiones por correa se seleccionan con una potencia de cálculo que multiplica la nominal por un factor de servicio propio de la máquina motriz y la accionada, típicamente de 1,0 a 1,8 según los golpes de carga y las horas de marcha. Usar solo la potencia nominal subestima todas las tensiones del resultado.
Saca el arco de contacto de la geometría de la transmisiónVale 180° solo cuando las poleas son iguales, y baja según crece la relación o se acorta la distancia entre centros. Por debajo de 120° el rozamiento disponible cae con fuerza y las tensiones necesarias se disparan.
Usa el ángulo de garganta real38° es el valor normalizado de las correas trapezoidales clásicas, pero las poleas pequeñas emplean a menudo 34° o 36° para compensar la deformación de la correa al flexarse. Un ángulo menor acuña más y da por tanto más rozamiento efectivo.
Lee la carga sobre el eje, y no solo las tensiones de la correaLo que el eje y los rodamientos soportan de verdad es la resultante de las dos tensiones de ramal, y es la cifra más alta de la página. Entra directamente en el cálculo de vida de los rodamientos, donde actúa con una ley cúbica.
Toma el resultado como un mínimo, no como un ajuste de montajeEstas tensiones son los valores teóricos en el punto de deslizamiento incipiente. Las transmisiones reales se tensan por encima para no trabajar en ese límite, y los fabricantes especifican la tensión de montaje mediante la flecha de la correa bajo una fuerza dada.
Ejemplos resueltos
Ejemplo 1
Una transmisión de tres correas que transmite 11 kW a 15 m/s de velocidad de correa, con 165° de abrazamiento en la polea pequeña y una garganta normalizada de 38°.
Solución paso a paso
Tensión efectiva: Te = P/v = 11.000/15 = 733 N
Efecto cuña de la garganta: μ' = 0,30/sin(19°) = 0,30/0,3256 = 0,921
Es 3,07 veces la cifra de 0,30 de una correa plana con los mismos materiales
Ángulo de abrazamiento en radianes: 165° × π/180 = 2,880 rad
Relación del cabrestante: e^(0,921 × 2,880) = e^2,654 = 14,21
Ramal tenso: T1 = 733 × 14,21/(14,21 − 1) = 789 N
Ramal flojo: T2 = 789 − 733 = 56 N
Repartido entre tres correas: 263 N por correa en el ramal tenso
Carga resultante sobre el eje: 843 N
Lectura: la relación de tensiones de 14 a 1 es muy alta, y es el efecto cuña en acción. Una correa plana con el mismo abrazamiento apenas llegaría a 2,4 a 1 y necesitaría tensiones mucho mayores para transmitir la misma potencia.
Ejemplo 2
La misma transmisión con el arco de contacto reducido de 180° a 120°: lo que ocurre cuando crece la relación de poleas o se acercan los centros.
Solución paso a paso
Con 180° de abrazamiento: ramal tenso 776 N, ramal flojo 43 N, carga sobre el eje 819 N
Con 165°: ramal tenso 789 N, ramal flojo 56 N, carga sobre el eje 843 N
Con 140°: ramal tenso 820 N, ramal flojo 86 N, carga sobre el eje 887 N
Con 120°: ramal tenso 858 N, ramal flojo 125 N, carga sobre el eje 926 N
La tensión efectiva vale 733 N en todos los casos, porque ni la potencia ni la velocidad de la correa han cambiado. Solo se mueve el reparto entre los dos ramales.
De 180° a 120° el ramal tenso sube un 10,5 % y la carga sobre el eje un 13,1 %. Es poco en sí mismo, pero alimenta un cálculo de vida de rodamiento que trabaja con una ley cúbica: un 13 % más de carga cuesta en torno al 31 % de la vida nominal.
El ramal flojo sube mucho más deprisa, de 43 a 125 N, porque menos abrazamiento obliga a la correa a conservar más tensión residual para no deslizar.
Por eso 120° se trata como el suelo práctico. Por debajo, la curva se empina rápidamente y las tensiones necesarias para evitar el deslizamiento cargan los ejes más de lo que la potencia transmitida justifica.
Sensibilidad al arco de contacto
La tensión efectiva se mantiene plana, porque solo depende de la potencia y la velocidad. El ramal tenso y la carga sobre el eje suben ambos cuando baja el abrazamiento, porque hay menos rozamiento disponible y las tensiones deben crecer para compensarlo. El marcador señala tu arco actual.
Tensión del ramal tensofrente aArco de contacto
Se recalcula en vivo con tus datos. El marcador señala tu valor actual.
Gráfico de líneas de Tensión del ramal tenso frente a Arco de contacto. Los mismos valores aparecen en la tabla de datos de abajo.
Valores representados arriba, muestreados en el rango de arco de contacto.
Cómo interpretar el resultado
La tensión efectiva la fija el servicio a cubrir. Lo que decide la geometría de la transmisión es cuánta tensión de más hace falta para soportarla sin deslizar, y ese excedente lo pagan los ejes y los rodamientos.
Carga resultante sobre el eje: < 500Carga de eje baja
Una carga resultante de your result N es modesta. A este nivel la transmisión por correa difícilmente gobernará el dimensionado del eje ni el de los rodamientos, y probablemente manden las demás cargas aplicadas al eje.
Carga resultante sobre el eje: 500 – 3000Transmisión industrial habitual
Una carga resultante de your result N es normal en una transmisión por correa de gama media. Llévala al cálculo de vida de los rodamientos, donde actúa con una ley cúbica: un 20 % de tensión de más cuesta en torno al 42 % de la vida nominal.
Carga resultante sobre el eje: 3000 – 15000Carga de eje importante
Una carga resultante de your result N dimensionará los rodamientos y puede gobernar también el diámetro del eje. Comprueba la flecha del eje y la pendiente en los apoyos, porque un tiro de correa aplicado cerca de un rodamiento suele ser la mayor carga de una máquina.
Carga resultante sobre el eje: ≥ 15000Carga de eje muy elevada
Con your result N la transmisión por correa domina el diseño mecánico de los dos ejes. Subir la velocidad de la correa con poleas mayores reduce la tensión en proporción directa, y suele ser mejor respuesta que unos rodamientos más pesados.
Tensión del ramal flojo: ≥ 200Ramal flojo alto: revisa el abrazamiento
Un ramal flojo de your result N indica que hay poco rozamiento disponible, casi siempre por un arco de contacto reducido. Más abrazamiento, logrado con una distancia entre centros mayor o una polea tensora en el lado flojo, bajaría las dos tensiones y con ellas la carga sobre el eje.
Errores comunes que evitar
Tensar la correa de más
Por qué importa:Es el fallo de montaje más extendido. Una vez eliminado el deslizamiento, más tensión no añade nada a la potencia transmitida pero carga los rodamientos de continuo, y su vida cae con el cubo de la carga: un 20 % de tensión de más cuesta en torno al 42 % de la vida nominal.
✓Cómo evitarlo:Tensa al valor del fabricante, medido por la flecha de la correa bajo una fuerza especificada. Vuelve a tensar tras las primeras horas de marcha, cuando las correas nuevas ya han asentado.
Ignorar el arco de contacto
Por qué importa:La relación del cabrestante es exponencial en el ángulo de abrazamiento, así que un arco pequeño exige tensiones desproporcionadamente mayores. Una transmisión de relación grande y centros cortos puede pedir mucha más tensión de lo que la potencia por sí sola sugiere.
✓Cómo evitarlo:Calcula el abrazamiento real a partir de los diámetros de polea y la distancia entre centros. Mantenlo por encima de 120°, con una distancia entre centros mayor o una polea tensora en el ramal flojo si hace falta.
Usar la potencia nominal sin factor de servicio
Por qué importa:Las transmisiones por correa se seleccionan con la potencia de cálculo, que multiplica la nominal por un factor que recoge los golpes de carga, las horas de marcha y el carácter de la máquina accionada. Factores de 1,4 a 1,8 son corrientes en servicios alternativos o con mucho golpeteo.
✓Cómo evitarlo:Aplica el factor de servicio de la tabla del fabricante antes de introducir la potencia. Todas las tensiones del resultado son directamente proporcionales a él.
Hacer girar la correa demasiado despacio
Por qué importa:La tensión efectiva es la potencia dividida por la velocidad, así que una velocidad de correa baja significa mucha tensión para la misma potencia. Reducir la velocidad a la mitad duplica todas las tensiones, y con ellas la carga sobre el eje.
✓Cómo evitarlo:Emplea poleas mayores para llevar la velocidad de la correa hacia el rango de 15 a 25 m/s, donde las correas trapezoidales rinden más. Suele salir más barato que añadir correas o poner rodamientos más pesados.
Mezclar correas nuevas y usadas en una transmisión de varias gargantas
Por qué importa:Las correas se alargan en servicio, así que una correa nueva junto a otras usadas se lleva una parte desproporcionada de la carga y rompe antes. El juego no reparte la carga como el cálculo supone.
✓Cómo evitarlo:Sustituye todas las correas de un juego a la vez, y usa juegos emparejados donde el fabricante los ofrezca. Las cifras por correa que se dan aquí suponen un reparto igual.
Tomar las tensiones calculadas como ajustes de montaje
Por qué importa:Son los valores teóricos en el punto de deslizamiento incipiente. Una transmisión tensada exactamente a esos valores estaría al borde de deslizar, sin margen alguno para variaciones de carga, alargamiento o desgaste.
✓Cómo evitarlo:Úsalas para entender la transmisión y para dimensionar ejes y rodamientos, pero ajusta la tensión de montaje por el método de la flecha del fabricante, que ya incorpora el margen necesario.
Aplicaciones prácticas
▸Calcular las tensiones de correa al diseñar una transmisión
▸Determinar las cargas de eje y de rodamiento debidas a una correa
▸Evaluar el efecto de un ángulo de abrazamiento reducido
▸Comparar el rendimiento de una correa trapezoidal y una plana
▸Comprobar si una transmisión tiene margen de agarre suficiente
▸Diagnosticar el deslizamiento de correa en una instalación existente
Casos de uso por sector
Transmisión de potencia industrial
Las transmisiones por correa se eligen en las tablas de potencia del fabricante, pero la carga sobre el eje hay que calcularla aparte, porque alimenta el diseño de los rodamientos y del eje. Con frecuencia es la carga radial dominante en los dos ejes.
Mantenimiento
El deslizamiento se manifiesta como vitrificado de los flancos, calentamiento y un chirrido al arrancar, y el reflejo es tensar más. Cuando la causa real es un abrazamiento insuficiente o una velocidad de correa demasiado baja, ese exceso de tensión destruye rodamientos sin curar el deslizamiento.
Diseño de máquinas
Subir la velocidad de la correa con poleas mayores reduce la tensión en proporción directa: una transmisión que parece pedir rodamientos más pesados suele pedir poleas más grandes. El compromiso está en el espacio que esas poleas ocupan.
Consejos prácticos
💡La tensión efectiva es sencillamente la potencia dividida por la velocidad de la correa.
💡Una garganta de 38° multiplica el rozamiento por 3,07 frente a una correa plana.
💡Mantén el arco de contacto por encima de 120°: por debajo las tensiones se disparan.
💡Reducir a la mitad la velocidad de la correa duplica todas las tensiones y la carga sobre el eje.
💡Una vez eliminado el deslizamiento, tensar de más no mejora el agarre: solo mata rodamientos.
💡La vida de los rodamientos cae con el cubo de la carga: un 20 % de tensión de más cuesta el 42 %.
Ventajas y limitaciones
Ventajas
✓Aplica la ecuación del cabrestante con el factor de cuña correcto de la garganta en V
✓Da la carga sobre el eje, que es la que dimensiona los rodamientos
✓Muestra de forma explícita el reparto entre ramal tenso y ramal flojo
✓Hace visible el efecto del ángulo de abrazamiento en lugar de dejarlo implícito
✓Deja claro que las tensiones son un mínimo, no un ajuste de montaje
Limitaciones
!Da las tensiones en el punto de deslizamiento incipiente, por debajo de los valores reales de montaje
!Supone un coeficiente de rozamiento de 0,30, caucho sobre fundición
!Ignora la tensión centrífuga, apreciable por encima de unos 20 m/s
!Supone que todas las correas de un juego se reparten la carga por igual
!No comprueba la potencia admisible de la correa, que sale de las tablas del fabricante
!La carga sobre el eje es estática: no incluye el arranque ni los transitorios de golpe
!No tiene en cuenta el alargamiento de las correas ni el retensado que exige
Cómo cambia el ángulo de abrazamiento las tensiones
11 kW a 15 m/s con una garganta de 38°. La tensión efectiva no cambia nunca, porque no cambian ni la potencia ni la velocidad. Solo se mueve el reparto entre los dos ramales, y con él la carga sobre el eje.
11 kW, 15 m/s, garganta de 38°, tres correas. De 180° a 120° el ramal tenso sube un 10,5 % y la carga sobre el eje un 13,1 %: poco en sí mismo, pero la vida de los rodamientos cae con el cubo de la carga, así que ese 13 % cuesta en torno al 31 % de la vida nominal.
¿Cómo se calcula la tensión de una correa trapezoidal?
La tensión efectiva es la potencia dividida por la velocidad de la correa. El reparto entre ramal tenso y ramal flojo sigue la ecuación del cabrestante T1/T2 = e^(μ'θ), con μ' amplificado por el efecto cuña de la garganta en V.
¿Por qué es mejor una correa trapezoidal que una plana?
Su forma de cuña multiplica la fuerza normal por 1/sin(β/2). Para una garganta de 38° eso son 3,07, así que el coeficiente de rozamiento efectivo pasa a 0,92 en vez de 0,30, lo que permite la misma potencia con mucha menos tensión.
¿Qué es la tensión efectiva?
Es la diferencia entre las tensiones de los ramales tenso y flojo, es decir la fuerza que transmite realmente la potencia. Vale P/v y no depende de nada más: ni el abrazamiento, ni el ángulo de garganta, ni el número de correas la modifican.
¿Qué arco de contacto hace falta?
Al menos 120°. Por debajo, el rozamiento disponible cae con fuerza y las tensiones necesarias se disparan, cargando los ejes más de lo que la potencia transmitida justifica. Una polea tensora en el ramal flojo permite recuperar abrazamiento. El abrazamiento se calcula con los diámetros de polea y la distancia entre centros.
¿Qué carga impone al eje una transmisión por correa?
La resultante vectorial de las dos tensiones de ramal, que aquí vale 843 N para una tensión efectiva de 733 N. Suele ser la mayor carga radial aplicada a los dos ejes, y es la que dimensiona los rodamientos. Aplicada cerca de un apoyo, gobierna además la flecha del eje.
¿Es perjudicial tensar una correa de más?
Sí. Una vez eliminado el deslizamiento, la tensión adicional no añade nada a la potencia transmitida pero carga los rodamientos de continuo. Su vida cae con el cubo de la carga: un 20 % de tensión de más cuesta en torno al 42 %.
¿Cómo influye la velocidad de la correa en la tensión?
De forma inversamente proporcional. La tensión efectiva es P/v, así que reducir la velocidad a la mitad duplica todas las tensiones. Unas poleas mayores, que suben la velocidad de la correa, suelen ser mejor solución que unos rodamientos más pesados.
¿Por qué las gargantas de las correas trapezoidales son de 38 grados?
Es el equilibrio entre la ganancia de efecto cuña y la fuerza necesaria para liberar la correa al salir de la polea. Ángulos menores acuñan más pero arriesgan que la correa se agarrote, y las poleas pequeñas usan a menudo 34 o 36° para tener en cuenta la deformación de la correa al flexarse.
¿Hay que sustituir todas las correas de un juego a la vez?
Sí. Las correas se alargan en servicio, así que una correa nueva junto a otras usadas soporta una parte desproporcionada de la carga y rompe antes. Los juegos emparejados existen precisamente para garantizar un reparto igual de la carga. Un juego nuevo se vuelve a tensar tras unas horas de marcha, el tiempo del asentamiento.
¿Cómo se tensa una correa en la práctica?
Por el método de la flecha del fabricante: una fuerza especificada aplicada en el centro del ramal debe producir una flecha determinada. Las tensiones calculadas aquí son el mínimo teórico en deslizamiento incipiente, sin margen para variaciones de carga ni desgaste.
Glosario
Tensión efectiva
La diferencia entre las tensiones de los ramales tenso y flojo, igual a la potencia dividida por la velocidad de la correa.
Ramal tenso
El tramo de correa con más tensión, el que arrastra la polea conducida.
Ramal flojo
El tramo de retorno, el de menos tensión.
Ecuación del cabrestante
T1/T2 = e^(μθ), que relaciona la relación de tensiones con el ángulo de abrazamiento y el rozamiento.
Arco de contacto
El ángulo sobre el que la correa envuelve la polea pequeña.
Ángulo de garganta
El ángulo interior de la garganta en V, típicamente de 34 a 40°.
Factor de cuña
1/sin(β/2), el factor por el que una garganta en V multiplica el rozamiento efectivo.
Factor de servicio
Un multiplicador de la potencia nominal que recoge los golpes de carga y las horas de marcha.
Carga sobre el eje
La resultante vectorial de las dos tensiones de la correa, soportada por el eje y los rodamientos.
Tensión centrífuga
Tensión adicional debida a la masa propia de la correa en marcha, apreciable por encima de unos 20 m/s.
Referencias científicas y normativas
ISO 5292: Transmisiones por correa — Correas trapezoidales y estriadas, cálculo de las potencias transmisibles — Organización Internacional de Normalización
ISO 4184: Transmisiones por correa — Correas trapezoidales clásicas y estrechas, longitudes en sistema primitivo — Organización Internacional de Normalización
Shigley, J. E. y Mischke, C. R., Mechanical Engineering Design — Flexible Mechanical Elements — McGraw-Hill
Machinery's Handbook — Belt Drives: Tensioning and Power Rating — Industrial Press
Conclusión
Una correa trapezoidal funciona porque su forma de cuña multiplica el rozamiento disponible por 1/sin(β/2): 3,07 para una garganta normalizada de 38°, lo que convierte un coeficiente de 0,30 en un efectivo de 0,92. De ahí sale una relación de tensiones de 14 a 1 con 165° de abrazamiento, frente a unos 2,4 a 1 de una correa plana con la misma geometría, y por eso una correa trapezoidal transmite su potencia con mucha menos tensión. La fuerza que hace el trabajo la fija el servicio, en P/v; lo que decide la geometría es cuánta tensión de más hace falta para soportarla sin deslizar, y ese excedente lo pagan los ejes y los rodamientos. La tabla anterior muestra la tensión efectiva invariable en todos los ángulos de abrazamiento, mientras la carga sobre el eje sube un 13,1 % al pasar el arco de 180° a 120°: parece poco hasta que se encuentra con un cálculo de vida de rodamiento que trabaja con una ley cúbica, donde cuesta en torno al 31 % de la vida nominal. La misma aritmética condena el exceso de tensión: pasado el punto en que cesa el deslizamiento, tensar más no compra nada y cuesta rodamientos.
Introduce arriba tu potencia, tu velocidad de correa y tu ángulo de abrazamiento para obtener las tensiones y la carga sobre el eje.
