Las chavetas (cuñas) se usan para unir piezas como engranes y poleas a ejes, transmitiendo movimiento. Existen diferentes tipos como longitudinales, de media luna y tangenciales, según la forma y fuerza transmitida. El diseño de las chavetas depende de factores como la distribución de esfuerzos, siendo máximos en los extremos. Pueden fallar por corte si son más profundas que anchas, o por aplastamiento si son más anchas que profundas.

1. Chavetas (Cuñas)

2. ¿Que son y para que sirven?
Son piezas de acero que reposan parcialmente sobre
una encajadura del eje llamada caja de cuña, y que
penetran el resto de su longitud dentro de un
alojamiento del cubo llamada cuñera.
Se utilizan para fijar al eje partes de maquinas, tales
como engranes, poleas, manubrios o brazos de
cigüeñal etc. De tal forma que el movimiento de la
pieza se transmita al eje o viceversa.

3. Cuando las fuerzas relativas no son grandes, se
emplea una cuña redonda, una cuña de silleta o una
cuña plana. Para trabajo pesado son más adecuadas
las cuñas rectangulares.
Las cuñas se fabrican de acero fundido con una
resistencia a la tracción de unos 700 MPa. Estas deben
tener una resistencia y tenacidad mayores a las de las
piezas de maquinas que van a unir, de tal forma que no
se deformen.

4. Tipos de Chavetas
Chaveta Longitudinal. Es un prisma de acero en forma
de cuña de sección rectangular o cuadrada. Puede tener
los extremos redondeados.
Aplicación: Se utiliza para hacer solidaria una pieza
sobre un árbol motriz sin posibilidad de desplazamiento
relativo entre ambas piezas, pudiendo transmitir un gran
par motriz.

5. Chaveta Media Luna: Es un segmento circular de acero
con un espesor determinado.
Aplicación: Su forma semicircular facilita la
mecanización del chavetero en el árbol, pero la excesiva
profundidad de este chavetero puede comprometer la
resistencia del árbol; en consecuencia, se utiliza cuando
se desea transmitir un pequeño par motriz.

6. Chaveta Tangencial: Son dos cuerpos correspondientes
de sección rectangular, con una de sus superficies
inclinada.
Las cuñas tangenciales se emplean cuando se deben
transmitir fuerzas de rotación muy grandes en los dos
sentidos, para ello se instalan siempre dos pares de
cuñas con un ángulo de 120º a la periferia del eje, para
obtener una unión exacta.

7. 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. El par es absorbido por una fuerza tangencial
F situada en la superficie del eje.
T = Fr
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.

8. Fallas en las chavetas
En los cuerpos sometidos a esfuerzos torsionales es
típico que los materiales dúctiles fallen por corte, en
sus fibras internas.
En los materiales esforzados a compresión, por lo
regular fallan por aplastamiento de su estructura y se
deforman debido a su relación ancho/altura.
Entonces, de una manera sencilla de decirlo, las
chavetas planas mas anchas que profundas fallan en
compresión, y las que son más profundas que anchas
fallan en corte.