Este documento trata sobre levas y seguidores. Explica que las levas transforman un movimiento giratorio en uno rectilíneo e imparten diferentes movimientos a los seguidores. Describe los tipos de levas, seguidores y esquemas de movimiento prescrito para los seguidores. Finalmente, cubre el diseño gráfico y analítico del perfil de una leva de disco.

1. UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DEL CARMEN
UNIDAD ACADÉMICA CAMPUS III
DES INGENIERÍA Y TECNOLOGÍA
INGENIERÍA MECÁNICA
Carrera:
MECANISMOS
Asignatura:
LEVAS
Tema:
Alumnos:
RAUL EDUARDO CERVERA TUN
PAMELA VARGAS POTENCIANO
BENITO GÓMEZ HERNÁNDEZ
JAVIER HERRERA ABRAHAM

2. LEVAS

3. CONTENIDO: LEVAS
1. Introducción.
2. Tipos de Levas.
3. Tipos de Seguidores.
a) Movimiento del Seguidor.
b) Posición del Seguidor.
c) Forma del Seguidor.
4. Movimiento Prescrito del Seguidor.
5. Esquema de Movimiento del Seguidor.
a) Velocidad constante.
b) Aceleración constante.
c) Movimiento armónico.
d) Movimiento cicloidal.
e) Esquemas de movimiento
combinado.
6. Diseño Gráfico del Perfil de una Leva.
a) Seguidor de cuña en línea.
b) Seguidor de rodillo en línea.
c) Seguidor de rodillo descentrado.
d) Seguidor de traslación con cara
plana.
e) Seguidor de rodillo con pivote.
7. Diseño Analítico del Perfil de una Leva
de Disco.
a) Seguidor de cuña.
b) Seguidor de rodillo en línea.
c) Seguidor de rodillo descentrado.
d) Seguidor de cara plana con
traslación.

4. LEVAS
 Es un elemento común de un mecanismo que impulsa una componente
aparejada conocido como seguidor.
 Transforma un movimiento giratorio en un movimiento rectilíneo.
 Pueden impartir movimientos muy diferentes a su seguidor.
 La levas son componentes de maquinas de precisión que por lo general
cuestan más que los eslabonamientos convencionales.
 El punto importante es que el contacto entre la leva y el seguidor debe ser
permanente.

5. TIPOS DE LEVAS
Existen una gran variedad de levas, así como compañías especializadas en su
diseño y manufactura.
Las levas se agrupan en tres tipos generales:
1. LAS LEVAS DE PLACA O DISCO:
 Son de las mas simples y comunes.
 Se moldean sobre un disco o una placa.
 La distancia radial a partir del centro del disco varia a lo largo de la
circunferencia de la leva.
MOTORES DE COMBUSTIÓN INTERNA

6. 2. LEVA CILÍNDRICA O DE TAMBOR
 Este tipo de leva se moldea sobre un cilindro.
 Se corta una ranura en el cilindro con un emplazamiento variable a lo largo
de su eje de giro.
 Enganchando un seguidor que se mueve en la ranura, se da al seguidor un
movimiento a lo largo del eje de rotación.
CAJA DE CAMBIOS DE MOTOCICLETA

7. 3. LEVA LINEAL
 Este tipo de leva se moldea sobre un bloque de traslación.
 Se corta una ranura en el bloque a una distancia que varia desde el
plano de traslación.
 Al sujetar un seguidor que se mueve en la ranura, se proporciona al
seguidor un movimiento perpendicular al plano de traslación.

8. TIPOS DE SEGUIDORES
Los seguidores se clasifican por su movimiento, su forma y su posición.
a) MOVIMIENTO DEL SEGUIDOR
El movimiento del seguidor se clasifica de la siguiente manera:
• Seguidores de Traslación: Están restringidos a movimientos en línea
recta.

9. • Seguidores con Brazo Oscilante o con Pivote: Están restringidos a
movimientos giratorios.

10. b) POSICIÓN DEL SEGUIDOR
La posición del seguidor, en relación con el centro de rotación de la leva, se
ve afectada generalmente por los requerimientos de espacio de la máquina.
La posición de los seguidores de traslación se divide en dos grupos:
• Seguidor en Línea: Tiene un
movimiento en línea recta, de
modo que la línea de
traslación se extiende a través
del centro de rotación de la
leva.
• Seguidor Descentrado:
Tiene movimiento en línea
recta, de modo que la línea
de movimiento no pasa por
el centro de rotación de la
leva.

11. c) POR FORMA DEL SEGUIDOR
• Seguidor de Cuña: Consiste en un seguidor formado por un punto, que se
arrastra sobre el borde de la leva. Es la forma más simple, pero el extremo
puntiagudo produce grandes esfuerzos de contacto y se desgasta
rápidamente por lo que se utilizan raras veces.

12. • Seguidor de Rodillo: Consiste en un seguidor que tiene una parte
separada. Conforme la leva gira, el rodillo se mantiene en contacto con la
leva y rueda sobre la superficie de esta. Es el seguidor más usado, ya
que la fricción y los esfuerzos de contacto son menores que los del
seguidor de cuña. Sin embargo podría atascarse durante un movimiento
abrupto de la leva.

13. • Seguidor de Cara Plana: Consiste en un seguidor formado por una
superficie grande y plana de contacto con la leva. Este tipo de seguidor se
utiliza con un movimiento abrupto de la leva sin que se atasque. Entonces
este tipo de seguidor es útil cuando se requieren movimientos rápidos. Sin
embargo cualquier desalineación del seguidor podría causar grandes
esfuerzos superficiales.

14. • Seguidor de Cara Esférica: Consiste en un seguidor formado con un
radio de la cara que entra en contacto con la leva. Como con el seguidor
de cara plana, el de cara esférica se utiliza con movimiento de la leva sin
que se atasque. El radio de la cara compensa la deflexión o desalineación.
Las fuerzas de fricción son mayores que en el seguidor de rodillo.

15. MOVIMIENTO PRESCRITO DEL SEGUIDOR
Como se ha indicado, la característica única de una leva es que imparte
movimientos muy diferentes a su seguidor. Desde luego, el movimiento del
seguidor depende de la tarea requerida y puede definirse con todo detalle.
En la realidad, el movimiento del seguidor se expresa en términos del
desplazamiento angular de la leva en vez de tiempo, lo cual es más
conveniente en aplicaciones donde el movimiento debe estar sincronizado
En el análisis cinemático, es mejor la curva de desplazamiento del seguidor
contra el tiempo. Como ayuda en la tarea de diseño de la forma de la leva,
se prefiere la curva del desplazamiento del seguidor contra el ángulo de la
leva.

16. MOVIMIENTO PRESCRITO DEL SEGUIDOR
La rotación de la leva durante un intervalo del movimiento del seguidor se
expresa usualmente por el símbolo β. Asimismo el tiempo transcurrido
durante un intervalo del movimiento del seguidor se designa como T. La
elevación o caída del seguidor durante un intervalo se designa como H. Al
replantear la ecuación de la velocidad de la leva y usar la nomenclatura de
levas, se obtiene la relación entre el giro de la leva y el tiempo en un
intervalo arbitrario i:
Donde: es el tiempo de todos los intervalos de movimiento que
comprende un ciclo.

17. ESQUEMA DE MOVIMIENTO DEL SEGUIDOR
El objetivo en el diseño de una leva es
identificar su forma adecuada. el interés
principal es que el seguidor logre los
desplazamientos adecuados.
Para levas con movimiento lento, las grandes aceleraciones no son un
problema, por ello, la leva se diseña con la finalidad de generar simplemente
los desplazamientos dados en el instante especificado

18. En aplicaciones de alta velocidad no es suficiente proporcionar únicamente
el desplazamiento requerido.
Las características dinámicas del seguidor durante las secuencias de
elevación y descenso se deben especificar con mucho detalle para
minimizar las fuerzas y vibraciones.

19. a) VELOCIDAD CONSTANTE
El movimiento con velocidad constante de caracteriza por un diagrama de
desplazamiento en línea recta porque la velocidad es uniforme.
Como las máquinas impulsadas por el seguidor siempre tendrán masa, esto
resulta teóricamente en una fuerza infinita.

20. b) ACELERACIÓN CONSTANTE
El movimiento con aceleración constante durante una secuencia de
elevación o descenso generan los menores valores posibles de
aceleración en un intervalo de tiempo y elevación determinados.

21. c) MOVIMIENTO ARMÓNICO
Se presentan problemas inerciales en las discomunidades de las curvas de
movimientos.
Sin embargo tienen un cambio repentino de aceleración en los estrenos del
movimiento. Nuevamente, este cambio repentino podría ser inaceptable a
grandes velocidades.
La construcción gráfica de un diagrama de desplazamiento es un método
alternativo para generar el diagrama de desplazamiento a escala.

22. d) MOVIMIENTO CICLOIDAL
Este esquema también presenta curvas de movimiento muy suaves y no
tiene cambios repentinos de aceleración en los extremos del movimiento, lo
cual es popular en aplicaciones de alta velocidad. Tiene escaso desgaste
por vibracion y características de esfuerzo de todas las curvas básicas
descritas.
Como antes, se requiere un diagrama de desplazamiento a escala para
construir el perfil de la leva
La construcción gráfica de un diagrama de desplazamiento es un método
alternativo para generar el diagrama de desplazamiento a escala

23. e) ESQUEMAS DE MOVIMIENTO COMBINADO
La energía cinética almacenada en el seguidor es proporcional al cuadrado
de la velocidad. Por lo tanto, minimizar la velocidad máxima es otro objetivo
que debería considerarse cuando se especifica un esquema de movimiento.

24. Diseño grafico del perfil de
una leva de disco

27. SEGUIDOR DE RODILLO EN LÍNEA

30. Diseño analítico del perfil de
una leva de disco.

31.  Las secciones anteriores muestran métodos gráficos para diseñar el
perfil de una leva. Según la precisión requerida en la aplicación , tales
métodos suelen dar como resultado perfiles lo suficientemente precisos.
 Con frecuencia las líneas radiales tienen errores de precisión que
podrían transgredir las restricciones de tangencia. Para incrementar la
exactitud, se emplean menores incrementos del Angulo de leva.
 En algunas situaciones se requieren levas de alta precisión donde es
deseable determinar analíticamente las coordenadas de los puntos sobre
la superficie de la leva , así como las coordenadas del cortador que se
usara para fabricar la leva.

32. Se han desarrollado ecuaciones para las coordenadas de diferentes tipos
de seguidores. La incorporación de las ecuaciones a una hoja de calculo o
algún otro tipo de dispositivo programable genera rápidamente las
coordenadas del perfil.
En general se utiliza un sistema de coordenadas cartesianas, de modo que
el origen sea el centro de la leva . El eje Y positivo se encuentra a lo largo
de la dirección del movimiento del seguidor en la posición de entrada . El
eje X positivo se encuentra a 90 grados en sentido horario a partir del eje
Y, en congruencia con un sistema de coordenadas de mano derecha.

33. La mayoría de las levas se obtienen a través de una operación de
corte usando maquinas cortadoras de control numérico por
computadora . Estas maquinas son capaces de girar la leva una
fracción de grado , mientras que el cortador avanza milésimas de
milímetro. Con un método así, el perfil de la leva se fabrica con gran
precisión.

34. En general un seguidor de rodillo es complicado cuando el punto de
contacto con el Lévano esta en línea con el centro del rodillo. El
ángulo entre la línea central del seguidor y el punto de contacto con
la leva varia según la curvatura del perfil de la leva. En un seguidor
de rodillo en línea , este ángulo es el ángulo de presión.
SEGUIDOR DE RODILLO EN LINEA

35. Un seguidor de rodillo descentrado es el mas complicado por que el
movimiento del seguidor no esta en línea con el punto de contacto de
la leva, la cual, a su vez no esta en línea con el centro del rodillo.
Entonces las ecuaciones del perfil se vuelven un poco mas complejas
SEGUIDOR DE RODILLO DESCENTRADO

36. La construcción analítica de un seguidor de cara plana con traslación
también presenta un punto de contacto que no esta en línea con la
línea central de la leva . El ángulo entre la línea central del seguidor
y la línea que une el punto de contacto de leva con el centro de la
leva varia con la curvatura del perfil de la leva.
SEGUIDOR DE CARA PLANA CON TRASLACION

37. La construcción de un seguidor de rodillo con pivote es similar a la
del seguidor de traslación descentrado. Sin embargo la geometría
y las definiciones son algo diferentes. La figura presenta la
nomenclatura utilizada en una leva con seguidor de rodillo con
pivote.
SEGUIDOR DE RODILLO CON PIVOTE