Esta es una investigación detallada sobre el funcionamiento del mecanismo de levas, así como su análisis cinemático y el desarrollo de un modelo en 3D en un software como lo es Onshape

1. MECANISMOS
MAESTRO:
JUAN ALEJANDRO ALDAPE SANTANA
ALUMNO:
ARTURO GABRIEL RODRÍGUEZ FLORES
CARRERA:
MECATRÓNICA
GRADO Y SECCIÓN:
5TO “A”

2. Levas
Una leva es un elemento mecánico hecho de algún material (madera, metal
plástico etc.) que va sujeta a un eje que tiene un contorno con forma especial
De este modo el giro del eje hace que el perfil o contorno de la leva toque, mueva,
empuje o conecte una pieza conocida como seguidor
La leva es un mecanismo que nos permite transformar un movimiento giratorio
en uno lineal (leva-embolo) o circular (leva- palanca).
Su principal utilidad es la automatización de máquinas, como envasadoras,
apertura y cierre de los motores de explosión
Nomenclatura, clasificación y aplicación de levas y
seguidores.
-Nomenclatura:
La leva se construye con objeto de que el seguidor verifique ciertas condiciones
de movimiento, que quedan especificadas en un diagrama denominado
diagrama de desplazamiento.
Secuencia:
1.- Eje de leva y seguidor de rodillo.
2.- Con centro eje de leva y radio hasta el punto de tangencia del seguidor à
circunferencia BASE.
3.- Con centro eje de leva y radio hasta el eje del rodillo à circunferencia
PRINCIPAL.
4.- Según diagrama de desplazamiento à curva PRIMITIVA.

3. 5.- Con centros en puntos de curva PRIMITIVA y radio el del seguidor à curva de
LEVA.
6.- Radiación con centro el centro de leva e intersecciones con curva PRIMITIVA.
7.- Por intersecciones perpendiculares a las tangentes a la curva
PRIMITIVA.
8.- Ángulos a entre radiaciones y perpendiculares a las tangentes. De ellos - αmáx.
- punto primitivo
9.- Por punto primitivo con centro eje de leva - circunferencia
PRIMITIVA
-Clasificación:
Existen levas de muchos tipos. Las más habituales son:
*Levas radiales:
-Leva de placa o de disco
-Leva de cuña
*Levas axiales:
-Leva cilíndrica nervada
-Leva cilíndrica ranurada

4. -Leva cilíndrica de cara
-Aplicaciones de levas y seguidores:
*Árbol de levas: es un mecanismo formado por un eje en el que se colocan
distintas levas que pueden tener distintas formas y tamaños.
*Otra aplicación es cuando una leva acciona un micro interruptor que hace
encender un foco produciendo un foco de intermitencia.
*Máquinas herramientas.
*Envasadoras.
*Programadores de lavadora.
*Control de máquinas de vapor.
*Apertura y cierre de las válvulas de los motores de combustión interna.
*Cerraduras de levas.
*Torno automático de levas.
*Conmutador de levas.
*Maquinas Textiles.
*Máquinas automáticas y de instrumentos.
*Equipos procesadores de alimentos.

5. *Prensas para impresión.
*Aparatos y sistemas Fotográficos.
Estas son solo algunas de las aplicaciones de levas y sus seguidores, pues
existen muchas otras situaciones en las que se utilizan estos mecanismos.
-Seguidores:
En la práctica la mayoría de los pares de levas se encuentran en mecanismos
simples de leva y seguidor que solo contiene tres eslabones; los dos eslabones
del par de la leva y un eslabón de piso o base. Los mecanismos de leva pueden
clasificarse según el tipo de leva o según la forma, movimiento o ubicación del
seguidor. El mecanismo de leva más sencillo y que se emplea más
frecuentemente es una leva de disco giratorio con seguidor reciprocante u
oscilatorio. La siguiente imagen muestra una leva de disco con seis arreglos
diferentes para el seguidor.
El inciso a muestra una leva de disco con seguidor con aristas de cuchilla en
línea. El seguidor se considera en línea (o radial) cuando su línea de centros
pasa por el centro de rotación de la leva. Este tipo de seguidores es de interés
teórico pero no es de gran importancia práctica debido a que generalmente
produce esfuerzos de contacto elevados.
El inciso b muestra una leva de disco con un seguidor de carretilla en línea.
El inciso c es una leva de disco con un seguidor de carretilla descentrado.
En cada uno de los mecanismos de leva y seguidor de los incisos a, b y c la leva
gira, en tanto que el seguidor tiene un movimiento reciprocante.

6. El inciso d corresponde a una leva de disco con un seguidor de carretilla
oscilatorio.
El inciso e muestra una leva de disco con seguidores de cara plana con
movimiento reciprocante. En este último caso no es necesario distinguir entre
seguidores en línea y descentrados ya que cinemáticamente son equivalentes;
cualquier vástago de seguidor paralelo al que se muestra producirá el mismo
movimiento de salida. Sin embargo, podría ser necesario cambiar la longitud de
la cara del seguidor cuando este esta descentrado.
El inciso f es una leva de disco con seguidor oscilatorio de cara plana.
Análisis de diagramas y curvas de desplazamiento,
velocidad y aceleración para el seguidor.
El diagrama de desplazamientos es una gráfica que representa alguna función
matemática que relaciona los movimientos de entrada y salida del sistema de
leva; esto es:
La primera derivada de y con respecto al ángulo θ es:
Esta expresión representa la pendiente del diagrama de desplazamientos en
cada ángulo θ, y es una medida de “lo empinado” del diagrama de
desplazamientos.
La segunda derivada de y con respecto al ángulo θ es:
Esta expresión está relacionada con el radio de curvatura de la leva en varios
puntos a lo largo de su perfil. Conforme y’’ se hace grande, el radio de curvatura
se hace muy pequeño; si y’’ se hace infinita, el perfil de la leva se hace
puntiaguda en esa posición, lo que no es satisfactorio.
La siguiente derivada también se puede representar gráficamente, si se desea:
Esta expresión (se denomina tirón) no es fácil describirla geométricamente, sin
embargo se debe controlar al elegir la forma detallada del diagrama de
desplazamientos ya que da la rapidez de cambio de y’’ (radio de curvatura).
-Movimiento del seguidor:
Partiendo de la ecuación general del diagrama de desplazamientos:

7. Derivando respecto del tiempo:
Esto es:
De la misma forma, la aceleración y el tirón del seguidor están dados por:
Cuando la velocidad del eje de la leva es constante, las expresiones anteriores
se reducen a:

8. Para el segmento AB se usa la siguiente imagen la cual tiene la característica de
media subida y la aceleración cero en ambos extremos:
Diseño gráfico y analítico del perfil de levas planas
(con seguidor radial, descentrado y de movimiento
oscilatorio).
El diseño gráfico del perfil de una leva, consiste en trazar el perfil apropiado de
la leva para lograr el movimiento del seguidor representado en el diagrama de
desplazamientos dado.
A continuación se representa una leva de placa con seguidor radial de rodillo, en
la cual se observa una nomenclatura adicional.
Una vez que en un diagrama de desplazamiento se define el movimiento
deseado de una leva y su seguidor, es posible diseñar la forma real de la leva.
La forma de la leva depende de su tamaño y de la configuración del seguidor.

9. Antes de diseñar el perfil de una leva plana, se deben definir algunas
características geométricas. En la imagen se ilustran las siguientes
características.
Seguidor Radial:
La forma más eficiente de describir la construcción de una leva con un seguidor
de cuña es a través de la construcción real. Con el diagrama de desplazamiento
de la imagen anterior, se ha construido el perfil de una leva que se utiliza con un
seguidor de cuña, que se muestra en la imagen.

10. Seguidor de rodillo en línea:
De nuevo, la forma más eficiente de describir la construcción de una leva con un
seguidor de rodillo en línea es con su construcción real. Se construyó el perfil de
una leva que se utilizará con un seguidor de rodillo en línea, el cual se ilustra en
la imagen. Para construir un perfil así, se usa el siguiente procedimiento general:
Seguidor de rodillo descentrado
La forma más eficiente de describir la construcción de una leva con un seguidor
de rodillo con descentrado es mediante una construcción real

11. Seguidor de rodillo con pivote o Seguidor Oscilatorio:
Otra vez, la forma más eficiente de describir la construcción de una leva con un
seguidor de rodillo con pivote es mediante una construcción real. Se ha
construido el perfil de una leva que se utilizará con un seguidor de rodillo con
pivote, que se muestra en la imagen.
Diseño de levas planas con la aplicación de Software.
Una leva puede ser diseña por cualquiera de los siguientes softwares:
-SOLID WORDS.
-CATIA.
-AUTOCAD.
-INVENTOR.
-ENTRE OTROS.
Un ejemplo de ello para el estudio de movimiento:
Se agregan las piezas realizadas que conforman la leva y se hacen relaciones
de posición entre ellas para dar un movimiento circular, se le agregara un motor
rotatorio a la leva para su respectivo estudio.

12. https://cad.onshape.com/documents/cd28c891e599359c0ff7785e/w/65e6ff5dfbf
b4b1a7103cb46/e/704665698b716fa99a9343f1
Bibliografía
Alfonso Fernández del Rincón, P. G. (2020). ocw.unican.es. Obtenido de ocw.unican.es:
https://ocw.unican.es/pluginfile.php/2280/course/section/2215/Tema%2010%20-
%20Levas%20I.pdf
Duran, R. (2017). slideplayer.es. Obtenido de slideplayer.es:
https://slideplayer.es/slide/11621737/
García, J. A. (2018). studocu.com. Obtenido de studocu.com: https://www.studocu.com/es-
mx/document/instituto-tecnologico-de-san-luis-potosi/mecanismos-1/aplicaciones-
de-levas-y-seguidores-lara-garcia-jose-angel/38174204