Secondo me ci sono alcuni contesti in cui potrebbe essere definito "non corretto" l'uso di una piuttosto che dell'altra preposizione, a prescindere dalla gradevolezza dei suoni (es. "fra i frati" o "tra i treni").
Ecco alcuni esempi che mi sono venuti in mente ragionando (ammetto che forse sono soltanto mie preferenze personali...):
"Tra l'altro". Io non credo sia molto usato "Fra l'altro".
"Tra il dire e il fare"... mi suona scorretto dire "Fra il dire e il fare".
"Fra Milano e Torino" lo userei per evidenziare differenze in generale, mentre "Tra Milano e Torino" lo userei per esempio per la distanza chilometrica o informazioni geografiche: "fra Milano e Torino vi è una grande differenza culturale", "mi trovo ora tra Milano e Torino", "tra Milano e Torino c'è una distanza di 150 chilometri".
Ho poi trovato su internet un interessante approfondimento che riporto qui (fonte):
"Fra deriva dal latino “infra”, contrazione di “infera”, che significa “parte inferiore”, cioè ‘sotto’, ‘di sotto’. Dovremmo dire, per fare un esempio, che l’ascensore si è bloccato fra (non tra) il quarto e il quinto piano, cioè “sotto” il quinto piano. Tra, invece, e il latino “intra”, vale a dire “in mezzo”. Secondo queste distinzioni si dovrebbe dire, quindi, “tra amici”, vale a dire “in mezzo” ad amici; non “fra” che etimologicamente starebbe per “sotto gli amici”."
Infine riporto una risposta ufficiale al quesito posto da un utente all'Accademia della Crusca:
"Le due preposizioni sono del tutto analoghe, a tal punto che quando
si vuole fare un esempio di sinonimi perfetti si ricorre proprio
all'esempio di tra e fra. L'unico criterio che può indurre a scegliere
l'una piuttosto che l'altra è di tipo fonico: per evitare l'accumulo
di suoni dentali, ad esempio, si può scegliere fra in sequenze del
tipo "un tributo tra tanti" (meglio: "un tributo fra tanti"); d'altro
canto sarà più eufonico tra dove ricorrano più suoni fricativi (com'è
appunto la f), quindi, ad esempio "un frutto tra le fronde" è
decisamente meglio di "un frutto fra le fronde". Ma, come vede, si
tratta di casi "limite", artificialmente inventati per
esemplificazione e sicuramente poco ricorrenti nella lingua reale. In
generale quindi le due preposizioni sono perfettamente
intercambiabili.
Cordiali saluti,
Raffaella Setti
Redazione Consulenza Linguistica Accademia della Crusca"