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Chavetas



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desde el extremo de la maza es la misma que para la cuña paralela.  Por lo general
el ahuesado es de 1/8” por pie.
La cuña o chaveta de cabeza tiene una geometría ahusada dentro de la maza
que es la misma que la cuña ahusada simple.  Pero la cabeza alargada permite
extraer la cuña desde el mismo extremo en que se instaló.  Esto es muy deseable si
el extremo expuesto no está accesible para extraer la cuña.
Donde se desean ensamble y desarmado relativamente sencillos así como una
carga ligera debe considerarse una cuña Woodruff.  La ranura circular en el eje
mantiene la cuña en su sitio en tanto la pieza que embona se desliza sobre la cuña.
La cuña cuadrada y la cuña Pratt & Whitney son las mas utilizadas en diseño
de maquinas.  La cuña de cabeza acodada se diseña dé modo que la cabeza
permanezca fuera del mamelón para permitir que una clavija pueda impulsarla para
remover la cuña.
Selección e instalación de cuñas y cuñeros
La cuña y el cuñero para una aplicación específica casi siempre se diseñan
después que se ha especificado el diámetro del eje.  Por lo general la longitud de la
cuña se especifica como una parte sustancial de la longitud de la maza de la pieza
que se instala para dar margen a una alineación satisfactoria y una operación
estable.  Pero si el cuñero en el eje debe estar cerca de otros cambios geométricos
como chaflanes de los hombros y ranuras para anillos de sujeción, es importante
prever cierto espaciamiento axial entre ellos de manera que las concentraciones de
tensión no se multipliquen.  La cuña puede cortarse a escuadras en los extremos, o
bien, se le asigna un radio en cada extremo cuando se instala en un cuñero de perfil
para mejorar su ubicación.  Las cuñas que se cortan a escuadra se utilizan, por lo
general, con el tipo de cuñero de corredera deslizable.
En ocasiones la cuña se mantiene en su sitio mediante un tornillo de ajuste en
la maza sobre la cuña.  Sin embargo, la confiabilidad de este método es cuestionable
debido a la posibilidad de que el tornillo de ajuste presente retroceso con la
consecuente vibración del ensamble.  Es necesario prever la ubicación axial del
ensamble por medios más positivos como hombros, anillos de sujeción o separadores.
Las chavetas Kennedy se fabrican generalmente en forma de cuña y se
aprietan en posición de montaje.  Son adecuadas para trabajo muy pesado.  Las
chavetas woodruff se emplean mucho en las industrias de vehículos automóviles y de
las máquinas herramientas.
Para construcción de alta calidad y en casos en que es necesario el
movimiento axial entre eje y cubo de acoplamiento, se evita la rotación relativa
mediante estrías mecanizadas en el eje y el cubo.  Un tipo de estrías utiliza como
directriz la curva involuta.  El estriado del eje puede realizarse mediante un proceso
de fresado similar al utilizado en el tallado de engranajes.
Materiales de fabricación de cuñas
Las cuñas se fabrican en su mayoría, de acero extruído en frío a bajo carbono. 
Si el acero a bajo carbón no es lo suficientemente resistente, puede emplearse acero
con un contenido mas alto de carbón, también del tipo extruído en frío.  Los aceros a
los que se les da tratamiento térmico pueden utilizarse para obtener una resistencia
aun mayor.  No obstante, el material debe conservar una buena ductilidad como lo
indica un valor de elongación porcentual mayor del 10% aproximadamente, en
particular cuando es probable que se presenten cargas de choque o de impacto.
Diseño de chavetas
Factores que influyen en el diseño de chavetas
La distribución de los esfuerzos en la superficie de las chavetas es muy
complicado.  Depende del ajuste de la chaveta y de las ranuras del eje y el cubo en
los cuales existen fuerzas distribuidas.  Además las tensiones no son uniformes a lo
largo de la chaveta en dirección axial, siendo máximas en los extremos.
Como consecuencia de las muchas indeterminaciones, generalmente no puede
hacerse un estudio exacto de las tensiones.  Los ingenieros suponen usualmente que
todo el par es absorbido por una fuerza tangencial F situada en la superficie del eje. 
Esto es, 
Fr
T
Las tensiones de cortadura y de compresión en la chaveta se calculan a partir
de la fuerza F y se emplea un coeficiente de seguridad suficientemente grande.
Diseño de cuñas cuadradas y planas
Puede basarse en los esfuerzos cortantes y de compresión producidos en la
cuña como resultado del momento de torsión transmitido.  Las fuerzas que actúan
sobre la cuña se muestran en la figura.  Las fuerzas
actúan como un par
resistente para prevenir la tendencia de la cuña a rotar en el cuñero.  La localización
exacta de la fuerza F no es conocida y es conveniente suponer que actúa
tangencialmente a la superficie del eje.  Esta fuerza produce esfuerzos cortantes y de
compresión en la cuña.
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