7/27/2019 Tema 4 Chavetas y Uniones Enchavetadas
http://slidepdf.com/reader/full/tema-4-chavetas-y-uniones-enchavetadas 1/28
Universidad de Huelva
ESCUELA POLITECNICA SUPERIORDepartamento de Ingeniería Minera, Mecánica y Energética
Asignatura: Diseño de Máquinas [320099020]
3º curso de Ingeniería Técnica Industrial (Mecánicos)
4º Tema.- Chavetas y uniones enchavetadas. Huelva, Agosto 2009
Profesor: Rafael Sánchez Sánchez
7/27/2019 Tema 4 Chavetas y Uniones Enchavetadas
http://slidepdf.com/reader/full/tema-4-chavetas-y-uniones-enchavetadas 2/28
Temario
1. Introducción.
2.
Clasificación de las chavetas.
3. Chavetas longitudinales.1.
Cálculo por corte.
2.
Cálculo por aplastamiento.
4. Chavetas transversales.1.
Cálculo a tracción.
1.
Cálculo del vástago.
2.
Cálculo del manguito.
3.
Cálculo de la chaveta.1.
A cizalla.
2.
Por presión contra el vástago.
3.
Por presión contra el manguito.
2.
Cálculo a torsión.
1. Por corte.2.
Por aplastamiento
0.-
Contenido del tema
7/27/2019 Tema 4 Chavetas y Uniones Enchavetadas
http://slidepdf.com/reader/full/tema-4-chavetas-y-uniones-enchavetadas 3/28
1. Introducción
Las chavetas son:
“Accesorios mecánicos que se utilizan
para unir dos vástagos o ejes entre si. Obien para fijar elementos diversos al eje
que los soporta, haciéndolos solidarios al
mismo, e impidiendo el movimientorelativo entre ambos”.
1.-
Introducción
7/27/2019 Tema 4 Chavetas y Uniones Enchavetadas
http://slidepdf.com/reader/full/tema-4-chavetas-y-uniones-enchavetadas 4/28
1. Introducción
Son uniones fácilmente desmontables. Y
por tanto muy utilizadas en las máquinas
que tienen movimiento de giro.
1.-
Introducción
7/27/2019 Tema 4 Chavetas y Uniones Enchavetadas
http://slidepdf.com/reader/full/tema-4-chavetas-y-uniones-enchavetadas 5/28
1. Introducción
Dependiendo del tipo de chaveta que
utilicemos, el cierre que se produce puede
ser de forma, o de fuerza.
1.-
Introducción
7/27/2019 Tema 4 Chavetas y Uniones Enchavetadas
http://slidepdf.com/reader/full/tema-4-chavetas-y-uniones-enchavetadas 6/28
1. Introducción
Las chavetas podemos clasificarlas por la
posición:
• Longitudinales
• Transversales
2.-
Clasificación de las chavetas.
7/27/2019 Tema 4 Chavetas y Uniones Enchavetadas
http://slidepdf.com/reader/full/tema-4-chavetas-y-uniones-enchavetadas 7/28
1. Introducción
Por el tipo de cierre:
• De forma
• De tensión
• De presión
2.-
Clasificación de las chavetas.
7/27/2019 Tema 4 Chavetas y Uniones Enchavetadas
http://slidepdf.com/reader/full/tema-4-chavetas-y-uniones-enchavetadas 8/28
1. Introducción3.-
Chavetas longitudinales.
Las utilizaremos en la unión de ejes sometidos a
torsión, o bien entre estos ejes y los diversos
accesorios (frenos, poleas, engranajes, etc) queestos soportan. Impidiendo el movimiento relativos
entre ellos y el eje.
7/27/2019 Tema 4 Chavetas y Uniones Enchavetadas
http://slidepdf.com/reader/full/tema-4-chavetas-y-uniones-enchavetadas 9/28
1. Introducción3.-
Chavetas longitudinales.
Las chavetas longitudinales normalmente utilizan
un cierre de forma, por tanto no requieren unesfuerzo para introducirlas en el chavetero.
7/27/2019 Tema 4 Chavetas y Uniones Enchavetadas
http://slidepdf.com/reader/full/tema-4-chavetas-y-uniones-enchavetadas 10/28
1. Introducción3.-
Chavetas longitudinales.
Aunque las hay también inclinadas, que utilizancierre de fuerza.
7/27/2019 Tema 4 Chavetas y Uniones Enchavetadas
http://slidepdf.com/reader/full/tema-4-chavetas-y-uniones-enchavetadas 11/28
1. Introducción3.-
Chavetas longitudinales.
No admiten esfuerzos alternativos, y la transmisión
de esfuerzos se hace por presión lateral contra los
flancos.
7/27/2019 Tema 4 Chavetas y Uniones Enchavetadas
http://slidepdf.com/reader/full/tema-4-chavetas-y-uniones-enchavetadas 12/28
2. Factores que influyen en el
diseño.
Las chavetas y otros elementos de sujeción de
dispositivos a ejes, normalmente se calculan a
dos tipos de solicitaciones diferentes:
1) por corte.
2) por aplastamiento.
3.-
Chavetas longitudinales.
7/27/2019 Tema 4 Chavetas y Uniones Enchavetadas
http://slidepdf.com/reader/full/tema-4-chavetas-y-uniones-enchavetadas 13/28
2. Factores que influyen en el
diseño.3.-
Chavetas longitudinales.
3.1 El cálculo de falla debido al corte de la chaveta
se obtiene de:
Siendo (P) la fuerza de corte, (T) el momento torsor,
(d) el diámetro del eje, (w) y (L) el ancho y longitud dela chaveta.
7/27/2019 Tema 4 Chavetas y Uniones Enchavetadas
http://slidepdf.com/reader/full/tema-4-chavetas-y-uniones-enchavetadas 14/28
2. Factores que influyen en el
diseño.3.2 Para la falla por
aplastamiento se tiene:
3.-
Chavetas longitudinales.
•El material de la chaveta debe ser menos
resistente que el material del eje y que el del
elemento a conectar.
7/27/2019 Tema 4 Chavetas y Uniones Enchavetadas
http://slidepdf.com/reader/full/tema-4-chavetas-y-uniones-enchavetadas 15/28
2. Factores que influyen en el
diseño.3.-
Chavetas longitudinales.
Las chavetas están normalizadas en:
• DIN-6680 a 6689,
• ISO,
• ASME,• UNE-1702,
7/27/2019 Tema 4 Chavetas y Uniones Enchavetadas
http://slidepdf.com/reader/full/tema-4-chavetas-y-uniones-enchavetadas 16/28
1. Introducción4.-
Chavetas transversales.
Las utilizaremos normalmente en la unión de
vástagos, o bien entre estos y los accesorios
montados sobre ellos. Es decir, trabajarán soportando
los esfuerzos de tracción del vástago. Aunque no es
frecuente, ocasionalmente podemos encontrárnoslas
trabajando frente a esfuerzos de torsión en el vástago.
7/27/2019 Tema 4 Chavetas y Uniones Enchavetadas
http://slidepdf.com/reader/full/tema-4-chavetas-y-uniones-enchavetadas 17/28
1. Introducción4.-
Chavetas transversales.
Este tipo de chavetas, se introducen perpendiculares
al eje, y se utilizan fundamentalmente para unir,
vástagos entre si.
Se suelen introducir a presión.
7/27/2019 Tema 4 Chavetas y Uniones Enchavetadas
http://slidepdf.com/reader/full/tema-4-chavetas-y-uniones-enchavetadas 18/28
1. Introducción4.-
Chavetas transversales.
Se les suele dar más inclinación que a las chavetas
longitudinales, y dependiendo de la frecuencia de
desmontaje.
Esta inclinación suele oscilar entre:
tag γ 1:15 y 1:40
7/27/2019 Tema 4 Chavetas y Uniones Enchavetadas
http://slidepdf.com/reader/full/tema-4-chavetas-y-uniones-enchavetadas 19/28
1. Introducción4.-
Chavetas transversales.
4.1 Cálculo a Tracción:
Vamos a calcular este tipo de
chaveta, soportando una
solicitación de tracción (F) sobre
el vástago.
Analizaremos por separado:
1) el vástago.
2) el manguito.
3) la chaveta.
7/27/2019 Tema 4 Chavetas y Uniones Enchavetadas
http://slidepdf.com/reader/full/tema-4-chavetas-y-uniones-enchavetadas 20/28
1. Introducción4.-
Chavetas transversales.
4.1.1) En este caso:
σdiseño = F / Av = F / (
π D2
2
/4 – D2 d)
que debe ser menos que σadm
del
material del vástago.
7/27/2019 Tema 4 Chavetas y Uniones Enchavetadas
http://slidepdf.com/reader/full/tema-4-chavetas-y-uniones-enchavetadas 21/28
1. Introducción4.-
Chavetas transversales.
4.1.2) En el manguito tendremos que:
σdiseño
= F / Am
=>
σdiseño = 4F / π(D12
– D22
) – 4(D1
- D2
)d
que debe ser menos que σadm
del
material del manguito.
7/27/2019 Tema 4 Chavetas y Uniones Enchavetadas
http://slidepdf.com/reader/full/tema-4-chavetas-y-uniones-enchavetadas 22/28
1. Introducción4.-
Chavetas transversales.
4.1.3) En el caso de la chaveta, tendremos queanalizarla frente a:
1) el efecto cizalla2) la presión entre chaveta y vástago.
3) la presión entre chaveta y manguito.
7/27/2019 Tema 4 Chavetas y Uniones Enchavetadas
http://slidepdf.com/reader/full/tema-4-chavetas-y-uniones-enchavetadas 23/28
1. Introducción4.-
Chavetas transversales.
4.1.3.1) En la chaveta por cizalla
tendremos:
τdiseño
= F / 2Ac
= 2F / πd2
que debe ser menos que τadm
del material de la chaveta.
7/27/2019 Tema 4 Chavetas y Uniones Enchavetadas
http://slidepdf.com/reader/full/tema-4-chavetas-y-uniones-enchavetadas 24/28
1. Introducción4.-
Chavetas transversales.
4.1.3.2) Por la presión entre lachaveta y el vástago
tendremos:
σdiseño
= F / Av
= F / (D2
·d)
que debe ser menos que σadm
del material de la chaveta.
7/27/2019 Tema 4 Chavetas y Uniones Enchavetadas
http://slidepdf.com/reader/full/tema-4-chavetas-y-uniones-enchavetadas 25/28
1. Introducción4.-
Chavetas transversales.
4.1.3.3) Por la presión entre la
chaveta y el manguitotendremos:
σdiseño
= F / Am
= F / (D1 – D2
)d
que también debe ser menos
que σadm
del material de la
chaveta.
7/27/2019 Tema 4 Chavetas y Uniones Enchavetadas
http://slidepdf.com/reader/full/tema-4-chavetas-y-uniones-enchavetadas 26/28
1. Introducción4.-
Chavetas transversales.
4.2 Cálculo a Torsión:
Vamos ahora a calcular este tipo de
chaveta, soportando una solicitación
de torsión en el vástago.
Igual que hicimos en las chavetas
longitudinales, las analizaremos bajos
dos tipos de solicitaciones diferentes:
1) por corte.
2) por aplastamiento.
7/27/2019 Tema 4 Chavetas y Uniones Enchavetadas
http://slidepdf.com/reader/full/tema-4-chavetas-y-uniones-enchavetadas 27/28
1. Introducción4.-
Chavetas transversales.
4.2.1) En este caso:
P = T / (D2
/ 2) = 2T / D2
Por tanto:
τdiseño
= P / Ac
=
= (2T / D2
) · (4 / π d2) =>
τdiseño
= 8T / πD2
d2
que debe ser menos que τadm
del material de la
chaveta.
7/27/2019 Tema 4 Chavetas y Uniones Enchavetadas
http://slidepdf.com/reader/full/tema-4-chavetas-y-uniones-enchavetadas 28/28
1. Introducción4.-
Chavetas transversales.
4.2.2) En el caso de aplastamiento contra las
paredes tendremos que:
P = T / D2
/ 2 = 2T / D2
Y que:
σdiseño
= P / Ac
= (2T / D2
) / [ d (D1 –
D2
)] que
operando nos queda:
σdiseño
= 2T / [ d ·
D2
· (D1
– D2
)]
que debe ser menos que σadm
del material de
la chaveta.
Top Related