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Disciplina: Elementos de Máquinas 
CHAVETAS 
CHAVETAS E RASGOS DE CHAVETA 
A chaveta é um pequeno componente metálico, parte de um conjunto desmontável, que, 
quando colocada em assentos, representa um meio positivo de transmitir torque entre o eixo e 
o cubo. As chavetas são padronizadas pelo tamanho e pela forma em diversos estilos. Uma 
chaveta paralela tem a seção transversal quadrada ou retangular e de altura e largura constantes 
ao longo do seu comprimento. Uma chaveta inclinada é de largura constante, mas sua altura 
varia, e assim é empurrada em um rasgo cônico no cubo até que fica travada. Ela pode não ter 
cabeça ou ter uma cabeça com formato de quilha para facilitar a remoção. Uma chaveta 
Woodruff é semicircular plana e com largura constante. Ela cabe em um assento de chaveta 
fresado no eixo com um cortador circular padrão. A chaveta inclinada serve para travar o cubo 
no sentido axial do eixo, mas as chavetas paralelas e Woodruff requerem alguns outros meios 
para a fixação axial. Algumas vezes, são usados anéis de retenção e colares para esse propósito. 
 
Chavetas Paralelas 
As chavetas paralelas são as mais usadas. As padronizações da ANSI e ISO definem os 
tamanhos particulares das seções transversais e a profundidade dos assentos (rasgos) das 
chavetas. A chaveta paralela é colocada com parte de sua altura no eixo e a outra parte no cubo. 
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As chavetas paralelas são feitas tipicamente a partir de barras padronizadas laminadas a frio, as 
quais, convencionalmente, têm “tolerância negativa”, querendo dizer que ela não será jamais 
maior que sua dimensão nominal, somente menor. Por exemplo, uma barra quadrada de 
tamanho nominal de 1/4 in terá uma tolerância na largura e altura de +0,000, –0,002 in. Assim, 
o assento da chaveta pode ser cortado com um cortador de fresa padrão de 1/4 in, e a chaveta 
de barra padronizada caberá com uma ligeira folga. Também está disponível uma chaveta 
padronizada especial, que tem tolerância positiva (por exemplo, 0,250 + 0,002, –0,000). Ela é 
usada quando se desejar um ajuste mais apertado entre a chaveta e o assento de chaveta e pode 
requerer uma usinagem da chaveta padronizada às dimensões finais. 
O ajuste da chaveta pode exigir cuidados quando a carga de torque alterna de positivo a 
negativo em cada ciclo. Quando o torque muda de sinal, qualquer folga entre a chaveta e o rasgo 
aparecerá repentinamente, tendo como resultado um impacto e altas tensões. Isso é chamado de 
reação. Um parafuso no cubo, colocado a 90° da chaveta, pode manter o cubo axialmente e 
estabilizar a chaveta para que essa reação não ocorra. O comprimento da chaveta deve ser menor 
que cerca de 1,5 vez o diâmetro do eixo para evitar torção excessiva com a deflexão do eixo. 
Se for necessária maior resistência, duas chavetas podem ser usadas, orientadas a 90° e 180°, 
por exemplo. 
 
Nas chavetas paralelas a transmissão do movimento é feita pelo ajuste de suas faces 
laterais às laterais do rasgo da chaveta. Fica uma pequena folga entre o ponto mais alto da 
chaveta e o fundo do rasgo do elemento conduzido. 
 
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As chavetas paralelas não possuem cabeça. Quanto à forma de seus extremos, eles podem ser 
retos ou arredondados. Podem, ainda, ter parafusos para fixarem a chaveta ao eixo. 
 
 
Chavetas inclinadas 
A largura de uma chaveta inclinada para um dado diâmetro de eixo é a mesma que para 
uma chaveta paralela. A inclinação (conicidade) e o tamanho da cabeça de quilha são definidos 
na padronização. A conicidade é para o travamento, o que significa que a força de atrito entre 
as superfícies mantém a chaveta no posicionamento axial. A cabeça de quilha é opcional e provê 
uma superfície para retirar a chaveta quando a pequena extremidade não for accessível. 
Chavetas inclinadas tendem a criar excentricidade entre o cubo e o eixo, pois elas forçam toda 
a folga radial para um lado. 
 
 
Chaveta Woodruff 
As chavetas Woodruff (meia-lua) são usadas em eixos menores. Elas são autoalinhantes, 
portanto são preferidas para eixos cônicos. É uma variante da chaveta paralela. A penetração 
de uma chaveta Woodruff no cubo é a mesma que aquela de uma chaveta quadrada, isto é, 
metade da largura da chaveta. A forma semicircular cria um assento mais fundo no eixo que 
resiste ao rolamento da chaveta, mas enfraquece o eixo comparado com um assento quadrado 
ou cônico. As larguras das chavetas meia-lua como uma função do diâmetro do eixo são 
essencialmente as mesmas que aquelas para chavetas quadradas. As outras dimensões da 
chaveta Woodruff são definidas na padronização da ANSI, e os cortadores dos assentos da 
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chaveta estão disponíveis para igualar essas dimensões. Ao tamanho de cada chaveta é dado 
um número, que codifica suas dimensões. Não transmitem grandes esforços e geralmente 
diminuem a resistência do eixo. É uma variante da chaveta paralela. Recebe esse nome porque 
sua forma corresponde a um segmento circular. É comumente empregada em eixos cônicos por 
facilitar a montagem e se adaptar à conicidade do fundo do rasgo do elemento externo. 
 
Materiais para chavetas 
Devido ao fato de as chavetas serem carregadas em cisalhamento, são usados materiais 
dúcteis. Aço brando de baixo carbono é a escolha mais comum, exceto se um ambiente 
corrosivo exigir uma chaveta de aço inoxidável ou de latão. Chavetas retangulares ou quadradas 
frequentemente são feitas de barras padronizadas de laminação a frio e meramente cortadas ao 
tamanho. O tipo especial de chaveta mencionado anteriormente é usado quando se requer um 
ajuste mais apertado entre a chaveta e o rasgo de chaveta. As chavetas Woodruff e as cônicas, 
geralmente são feitas de aço brando, laminado a frio. 
Projeto de chavetas 
Há poucas variáveis de projeto disponíveis para o dimensionamento de uma chaveta. O 
diâmetro do eixo no assento da chaveta determina sua largura. A altura da chaveta (ou sua 
penetração no cubo) é também determinada por sua largura. Isso deixa apenas o comprimento 
da chaveta e o número de chavetas usadas por cubo como variáveis de projeto. Uma chaveta 
reta ou afunilada pode ser tão comprida quanto o cubo permitir. Uma chaveta Woodruff pode 
ser obtida em um intervalo de diâmetros para uma largura dada, o que efetivamente determina 
seu comprimento de engate no cubo. Evidentemente, à medida que o diâmetro da chaveta 
Woodruff é aumentado, mais fraco fica o eixo com seu assento de chaveta mais profundo. Se 
uma única chaveta não puder transmitir o torque com tensões razoáveis, uma chaveta adicional 
poderá ser adicionada, girada em 90° com relação à primeira. É comum dimensionar a chaveta 
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de forma que ela falhe antes que o assento ou outra localidade do eixo, em caso de ocorrer uma 
sobrecarga. A chaveta, então, atuará como um pino em cisalhamento de um motor externo para 
impedir que os elementos mais caros sejam danificados. Uma chaveta é barata e relativamente 
fácil de ser trocada se o assento não estiver danificado. Essa é uma das razões para o uso de 
materiais dúcteis e brandos para a chaveta, tendo uma resistência menor que aquela do eixo de 
forma que uma falha por esmagamento seletivamente afetará a chaveta em vez do rasgo da 
chaveta se o sistema sofrer uma sobrecarga além do seu intervalo de projeto. 
 
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Figura 1 – vários tipos de rasgo de chaveta em eixos 
 
Geralmente as peças principais são fresadas. Para o eixo se utiliza uma fresa de topo 
enquanto que para o cubo pode ser utilizada uma fresa caracol. Alternativamente as peças 
podem ser obtidas via eletro-erosão. A chaveta em si pode ser obtida por inúmeros processos. 
Alguns distribuidores de aço já fornecem barras com seções transversais normalizadas 
necessitando apenas o corte no comprimento indicado no projeto. Certos tipos de chavetas 
requerem trabalho de ajustagem para um bom ajuste no alojamento. É o caso das chavetas DIN 
6888 e DIN 6885. 
 
Figura 2 – elementos principais em umaunião chavetada 
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Uma chaveta serve para fixar tangencialmente o cubo no eixo. Com a chaveta inclinada 
da figura 2 é possível também a fixação axial unidirecional. Por fixar entenda-se a capacidade 
da união em transmitir esforços do cubo para o eixo e vice-versa. 
 
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A tabela 1, a seguir ilustra os principais tipos de chavetas, indicando suas vantagens e 
desvantagens. 
Tabela 1 – principais tipos de chavetas 
Tipo e norma Características 
Chaveta inclinada sem cabeça – DIN 6886 
 
 deixa o cubo excêntrico em relação ao 
eixo, causando desbalanceamento e 
cargas radiais 
 não é empregada em máquinas de 
qualidade; 
 suporta esforços axiais unidirecionais; 
 confecção econômica 
Chaveta inclinada com cabeça – DIN 6886 
 
 possui as mesmas características da 
chaveta sem cabeça e pode ser utilizada 
quando o outro lado do cubo for 
inacessível 
Chaveta paralela forma baixa – DIN 6885 
 
 de uso generalizado 
 podem ser utilizadas em altas rotações 
 variação: chaveta paralela forma alta 
para máquinas operatrizes DIN 6885 são 
normalizadas com seções diferentes das 
duas anteriores 
Chaveta meia-lua (woodruff) – DIN 6888 
 
 não exigem ajustagem na montagem 
 são indicadas para produção seriada 
 transmitem torques pequenos 
 não devem ser utilizadas em seções de 
eixo submetidas a grande momento 
fletor, pois o canal no eixo provoca 
grande concentração de tensão. 
 
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Existem, é claro, outros tipos de chaveta, variando de acordo com a norma utilizada. No 
entanto, pode-se dizer que as principais adotadas pelos projetistas de máquinas são, no máximo, 
variações daquelas expostas na tabela 1. 
Dimensionamento de chavetas retangulares 
Tensões em chavetas 
Há dois modos de falha em chavetas: por cisalhamento e por esmagamento. Uma falha 
por cisalhamento ocorre quando a chaveta é cisalhada ao longo de sua largura na interface entre 
o eixo e o cubo. Uma falha por esmagamento ocorre por esmagamento em qualquer lado em 
compressão. 
 
 
Figura 3 – esforços possíveis de transmissão com chavetas 
Essa classe inclui as chavetas planas e inclinadas, com ou sem cabeça. Dependendo das 
condições pode falhar devido ao cisalhamento ou ao esmagamento (contato mecânico da 
chaveta com o eixo ou com o cubo). 
a. Falha devido ao esmagamento: 
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A figura 4, mostra a união de um eixo com o cubo de uma engrenagem onde é aplicado um 
torque T. O esforço aplicado deve ser transferido para o eixo e tende a pressionar a lateral direita 
da chaveta. Esta, por sua vez, sofre pressão na sua lateral esquerda pelo contato com o eixo. 
Assume-se que a pressão de contato da chaveta com o cubo esteja uniformemente 
distribuída ao longo da área lateral da chaveta. Através dessa hipótese, a pressão uniforme 
exercida pelo cubo contra a lateral da chaveta pode ser calculada facilmente. 
 
 
 
 
Figura 4 – esforços de contato em uma chaveta retangular 
A força de contato entre o cubo e a chaveta pode ser calculada em termos do torque 
transmitido através de: 
𝑇 = 𝐹𝑐 ( 
𝑑
2
− ℎ1 + 
3
4
 ℎ) 
 
e, considerando, por hipótese, que a pressão p é uniforme na lateral da chaveta, um critério 
possível de dimensionamento seria, então: 
p =
2Fc
h. L
 ≤ 𝑝𝑎𝑑𝑚 
 
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Onde padm é a pressão máxima admissível na interface entre o cubo e a chaveta. O valor 
de padm depende das condições do carregamento, do material do cubo e da forma e material da 
chaveta. Para chavetas de aço, esses valores podem ser obtidos da tabela 2: 
Tabela 2: valores recomendados da pressão de contato para chavetas de aço 
VALORES RECOMENDADOS DE padm - Mpa 
Tipo de 
carregamento 
Material do cubo Chavetas côncavas 
Chavetas 
retangulares, 
entalhes e dentados 
Choques leves 
Carga I ou II 
ferro fundido 40 60 
aço 65 100 
Choques fortes 
Carga I ou II 
ferro fundido 25 40 
aço 50 80 
Choques leves 
Carga III 
ferro fundido 20 30 
aço 33 50 
Choques fortes 
Carga III 
ferro fundido 13 20 
aço 25 35 
 
Os valores da tabela acima são indicados para chavetas não temperadas com dureza superficial 
variando entre 25 e 35 Rc. Para chavetas temperadas, o valor de padm aumenta bastante devido ao 
elevado limite de resistência da camada temperada próxima à superfície. Nesses casos recomenda-se 
aumentar a padm em 50%. 
b. Falha devido ao cisalhamento: 
Um outro tipo de falha comum em chavetas é a que ocorre por cisalhamento. Nesse caso, admite-
se que o torque externo provoca na área longitudinal da chaveta um esforço de cisalhamento Q. 
 
 
Figura 5 – esforços cortantes em uma chaveta retangular 
 
De forma análoga ao problema do esmagamento, a força de cisalhamento Q pode ser 
calculada através do torque externo: 
 𝑇 = 𝑄.
d
2
 
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e a tensão de cisalhamento na chaveta é, simplesmente: 
𝛕 = 
𝐹𝑡
𝐴𝑐𝑖𝑠
 
 
𝛕 = 
Q
𝑏𝐿
 ≤ 𝛕𝐚𝐝𝐦 
Onde τadm é a tensão de cisalhamento máxima admissível na área média da chaveta. 
Os valores de τadm dependem sobretudo da classe de resistência do material da chaveta e das 
condições do carregamento. Para chavetas de aço, esses valores podem ser obtidos da tabela 
abaixo. 
VALORES RECOMENDADOS DE τadm - MPa 
Material da chaveta Tipo de carregamento 
 I II III 
Classe 4.6 
σR = 400 MPa 
54 40 20 
Classe 5.8 
σR = 500 MPa 
72 52 26 
Classe 6.8 
σR = 600 MPa 
87 64 32 
Classes 8.8 e 10.9 
σR = 800 MPa e 1000MPa 
102 74 37 
Tabela 3: valores recomendados da tensão de cisalhamento para chavetas de aço 
De forma diferente da falha por esmagamento, ainda não existe evidências que 
comprovam a influência do processo de têmpera no comportamento de τadm. 
Dimensionamento de chavetas meia-lua DIN 6888 
Essa classe de chaveta requer um rasgo usinado no eixo na forma de meia-lua. Uma vez 
que este rasgo tende a enfraquecer a seção transversal do eixo, chavetas meia-lua não devem 
ser utilizadas em seções de eixo submetidas a grandes esforços de flexão. Além disso, uma vez 
que o comprimento L da chaveta é aproximadamente duas vezes a altura total h, chavetas meia-
lua não podem ser projetadas em qualquer tamanho. 
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Figura 6 – elementos principais em uma união por chaveta meia-lua 
a. Falha devido ao esmagamento: 
Admitindo novamente que a força de contato é uniformemente distribuída na área de 
contato Ac ≅ L(h – h1), tem-se, portanto: 
𝑇 = 𝐹𝑐.
d
2
 
Onde d/2 é a distância da linha de ação da força de contato ao centro do eixo. A pressão de 
contato da chaveta com o cubo é calculada, então, como: 
 
b. Falha devido ao cisalhamento: 
Quanto ao cisalhamento, uma chaveta meia-lua se comporta de forma similar a uma 
chaveta retangular, uma vez que a área cisalhada é a mesma e a resultante da força de 
cisalhamento Q atua precisamente na linha de interface entre o cubo e o eixo. Sendo assim, 
utilizam-se as mesmas equações desenvolvidas para chavetas retangulares: 
𝑇 = 𝑄.
d
2
 
𝛕 = 
Q
𝑏𝐿
 ≤ 𝛕𝐚𝐝𝐦 
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Recomendações para o projeto de uniões chavetadas 
Para garantir o bom funcionamento de uniões por chaveta, as seguintes recomendações 
servem como guia para um projeto adequado: 
a. A fim de garantir que a pressão de contato esteja distribuída uniformemente na lateral 
da chaveta, o comprimento Lcubo deve ficar na faixa 1.25d ≤ Lcubo ≤ 2d 
b. Para proteger o eixo em caso de torque excessivo na união, a chaveta deve ter menor 
resistência a ruptura que o material do eixo. Em particular recomenda-se aços classes 
5.8 e 6.8 
c. No caso de chavetas temperadas, multiplicar o valor de padm por 1,50 
d. Algumas vezes uma única chaveta não é capaz de transmitir todo o torque necessário 
sem ter um comprimento excessivo. Nesses casos é permitida a utilização de 2 chavetas, 
dispostas em um ângulo de 120º comLfinal ≥ 2/3L 
 
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Dimensionamento: 
 
A carga tangencial atuante tende a provocar cisalhamento na superfície b.l da chaveta 
 
A pressão de contato entre o cubo e a chaveta, quepode acarretar o esmagamento da chaveta e do 
próprio rasgo no cubo, é dada por: 
 
σd = 
𝐹𝑇
𝐴𝑒𝑠𝑚
= 
𝐹𝑇
𝑙. (ℎ − 𝑡1)
 
Material indicado para chavetas é o st60 ou st80 (ABNT1050 ou 1060) 
Pressão média de contato σd = 100Mpa 
Tensão admissível de cisalhamento 𝛕 = 𝟔𝟎𝐌𝐏𝐚 
 
 
 
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Exercício 1: O eixo árvore de uma máquina possui diâmetro d = 20mm, o seu material é o 
ABNT 1050 (st60.11), vai transmitir uma potência P = 3kw (≅ 4cv), girando com rotação n = 
1730rpm, por meio de engrenagem chaveta ao eixo. Dimensionar a chaveta para a transmissão 
(DIN6885). Dados: τ adm = 60N/mm2 (tensão admissível de cisalhamento) e σd = 
100N/mm2 (pressão média de contato). 
 
 
 
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Exercício 2: O eixo árvore de uma máquina encontra-se chavetado a uma engrenagem para 
transmitir uma potência P = 51,5kw (≅70cv), girando com rotação n = 1440rpm. O diâmetro 
da árvore é d = 100mm. Determinar o comprimento mínimo (lmín) da chaveta. 
Material ABNT 1050 (DIN 6885) = chaveta plana. 
 
 
 
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Exercício 3: Chaveta paralela. A polia de ferro fundido deve ser fixada ao eixo de aço por 
meio de uma união chavetada. Considere choques fortes e variação do torque aplicado 
conforme o gráfico abaixo. 
 
 
 
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Tolerâncias para chavetas 
O ajuste da chaveta deve ser feito em função das características do trabalho. 
A figura mostra os três tipos mais comuns de ajustes e tolerâncias para chavetas e rasgos. 
 
 
 
 
 
Esquemas de algumas configurações típicas de transmissão de potência por meio de eixos 
 
 
 
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Esquemas de algumas configurações típicas de transmissão de potência por meio de eixos 
 
 
 
 
 
 
 
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