Clave (ingeniería)


En ingeniería mecánica , una chaveta es un elemento de máquina que se utiliza para conectar un elemento de máquina giratorio a un eje . La chaveta evita la rotación relativa entre las dos partes y puede permitir la transmisión del par . Para que una llave funcione, el eje y el elemento giratorio de la máquina deben tener un chavetero y un asiento de llave , que es una ranura y un bolsillo en el que encaja la llave. El sistema completo se denomina articulación enchavetada . [1] [2] Una junta enchavetada puede permitir un movimiento axial relativo entre las partes.

Las teclas paralelas son las más utilizadas. Tienen una sección transversal cuadrada o rectangular. Las chavetas cuadradas se usan para ejes más pequeños y las chavetas de cara rectangular se usan para diámetros de eje de más de 6,5 in (170 mm) o cuando el grosor de la pared del cubo de acoplamiento es un problema. Los tornillos de fijación a menudo acompañan a las llaves paralelas para bloquear las piezas de acoplamiento en su lugar. [3] El chavetero es una ranura longitudinal tanto en el eje como en la pieza de acoplamiento.

Las chavetas Woodruff son semicirculares y encajan parcialmente en un chavetero de segmento circular y el resto encaja en un chavetero de ranura longitudinal en la pieza de acoplamiento. El segmento circular se puede cortar directamente por inmersión con un cortador circular Woodruff sin relieves. 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] Este último es particularmente importante para el funcionamiento a alta velocidad. El ajuste más exacto de la llave y el chavetero también reduce el juego y las concentraciones de tensión y mejora la fiabilidad de la llave. Una ventaja adicional es que una llave atascada se puede quitar de un eje con un golpe de martillo, el perfil circular empujará la llave fuera de la ranura, a diferencia de una llave estándar que deberá empujarse axialmente o sacarse de su ranura. . Las aplicaciones comunes incluyen máquinas herramienta , aplicaciones automotrices , sopladores de nieve y hélices marinas .

Este tipo de clave fue desarrollado por William N. Woodruff de Hartford Connecticut . En 1888, el Instituto Franklin le otorgó la Medalla John Scott por su invento. [5]

La chaveta cónica se estrecha solo en el lado que se acopla con el cubo. El chavetero en el cubo tiene una conicidad que coincide con la de la chaveta cónica. Algunas llaves cónicas tienen una pestaña , o lengüeta, para facilitar su extracción durante el desmontaje. El propósito del cono es asegurar la chaveta en sí misma, así como enganchar 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 fuera de la pieza de acoplamiento. [3] Se diferencia de una cerradura de eje cónico en que las llaves cónicas tienen una conicidad correspondiente en el chavetero, mientras que las cerraduras de eje cónico no.

Una llave escocesa o llave holandesa presenta un orificio de chavetero circular (en lugar de rectangular), producido al perforar axialmente en el cubo y el eje ensamblados, con un pasador de metal que sirve como llave. Si el orificio y la chaveta son cónicos, la chaveta se denomina pasador holandés , que se introduce y, opcionalmente, se termina cortando o esmerilando al ras con el extremo del eje. Si un orificio de chavetero holandés recto se rosca opcionalmente con una rosca, entonces un tornillo normal sirve como llave holandesa roscada.


Un llavero y una muestra de varias formas que se pueden cortar.
Máquina de colocación de llaves moderna