Clave (ingeniería)

Las chavetas paralelas son las más utilizadas. Tienen una sección transversal cuadrada o rectangular. Las chavetas cuadradas se utilizan para ejes más pequeños y las chavetas rectangulares para diámetros de eje superiores a 170 mm (6,5 pulgadas ) o cuando el espesor de la pared del cubo de acoplamiento es un problema. Los tornillos de fijación suelen acompañar a las chavetas paralelas para asegurar las piezas de acoplamiento. ^{[ 3 ]} El chavetero es una ranura longitudinal tanto en el eje como en la pieza de acoplamiento.  

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  El alojamiento de la chaveta en un eje para una chaveta paralela
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  Un piñón con chavetero interno paralelo
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  Sección transversal de una junta de chaveta paralela

W = d / 4​​

H = 2d / 3​​​

dónde

• W es el ancho de la llave
• H es la altura de la llave
• d es el diámetro del eje

Las chavetas Woodruff son semicirculares , encajando parcialmente en un chavetero de segmento circular y el resto en un chavetero de ranura longitudinal en la pieza de acoplamiento. El segmento circular se puede cortar directamente mediante corte por penetración con una fresa Woodruff circular sin ningún alivio. La principal ventaja de la chaveta Woodruff es la eliminación del fresado cerca de los hombros del eje, donde se verían afectadas las concentraciones de tensión [ ^{4 ] y} la concentricidad ^{[ 3 ]} . Esto último es particularmente importante para operaciones de alta velocidad. El ajuste más preciso de la chaveta y el chavetero también reduce la holgura y las concentraciones de tensión, y mejora la fiabilidad de la chaveta. Una ventaja adicional es que una chaveta atascada se puede extraer de un eje con un golpe de martillo; el perfil circular empujará la chaveta fuera de la ranura, a diferencia de una chaveta estándar que necesitaría ser empujada axialmente o extraída de su ranura. Las aplicaciones comunes incluyen máquinas herramienta , aplicaciones automotrices , sopladores de nieve y hélices marinas .

Este tipo de llave fue desarrollada por William N. Woodruff de Hartford, Connecticut . En 1888, el Instituto Franklin le otorgó la Medalla John Scott por su invención. ^{[ 5 ]}

• 
  Se instaló una llave Woodruff
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  Una llave Woodruff y su ranura para llave
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  El engranaje G está fijado de forma segura al eje S mediante la chaveta Woodruff N.

La chaveta cónica tiene forma cónica solo en el lado que se acopla al cubo. La ranura de la chaveta en el cubo tiene una conicidad que coincide con la de la chaveta cónica. Algunas chavetas cónicas tienen una lengüeta o pestaña para facilitar su extracción durante el desmontaje. El propósito de la conicidad es asegurar la chaveta misma, así como acoplar firmemente el eje al cubo sin necesidad de un tornillo de fijación . El problema con las chavetas cónicas es que pueden hacer que el centro de rotación del eje esté ligeramente desfasado de la pieza de acoplamiento. ^{[ 3 ]} Se diferencia de un bloqueo de eje cónico en que las chavetas cónicas tienen una conicidad coincidente en la ranura de la chaveta, mientras que los bloqueos de eje cónicos no.

Una chaveta escocesa o holandesa presenta un orificio circular (en lugar de rectangular), que se obtiene perforando axialmente el cubo y el eje ensamblados, con un pasador metálico que actúa como chaveta. Si el orificio y la chaveta son cónicos, la chaveta se denomina pasador holandés , que se introduce a presión y, opcionalmente, se termina cortándola o rectificándola al ras con el extremo del eje. Si un orificio recto para chaveta holandesa se rosca opcionalmente, entonces un tornillo común sirve como chaveta holandesa roscada.

Los pasadores elásticos son una alternativa a los pasadores macizos para las chavetas holandesas. Un pasador elástico se autoajusta y no se afloja con las vibraciones. Los pasadores elásticos huecos ofrecen una menor resistencia al corte que un pasador macizo, y esta resistencia puede variarse modificando el espesor de la pared. Esta especificación de resistencia al corte limitada está diseñada para soportar el funcionamiento normal, pero cede en caso de un par excesivo en el eje, protegiendo así el resto de la máquina de posibles daños.

La incorporación de un componente de buje adicional entre el cubo y el eje mejora el rendimiento y la comodidad de las juntas con chaveta. Los bujes Taper-Lock son accesorios de cubo con chaveta que proporcionan tres chaveteros holandeses roscados y dos tornillos de fijación como chavetas holandesas, además del chavetero rectangular. Los chaveteros holandeses están roscados solo en el lado del cubo o del eje, con un orificio de holgura de rosca en el lado opuesto. Simplemente atornillando los tornillos de fijación en los orificios seleccionados, el mecanismo del cubo funciona cómodamente para bloquear o liberar firmemente del eje, sin necesidad de martillar ni tirar del cubo. Los bujes de desconexión rápida ( QD ) funcionan de manera similar, pero colocan un patrón circular de tres orificios sin rosca y tres completamente roscados más alejados del eje en una brida del buje, en lugar de a través de la interfaz buje-cubo.

Una junta Hirth es similar a una junta estriada , pero con los dientes en el extremo del eje en lugar de en la superficie.