El documento describe las levas y su funcionamiento. Las levas son dispositivos mecánicos que transforman un movimiento rotativo en alternativo. Se utilizan comúnmente en motores de combustión interna para abrir y cerrar las válvulas. Existen diferentes tipos de levas como radiales, cilíndricas y frontales.

1. INSTITUTO UNIVERSITARIO
POLITECNICO
SANTIAGO MARIÑO
EXTENCION –NUEVA ESPARTA
Autor:
Alexander Juliac.
Porlamar, Agosto 2020
Perfil de Leva

2. Es un disco con un perfil externo parcialmente circular
sobre el que apoya un operador móvil (seguidor de leva)
destinado a seguir las variaciones del perfil de la leva
cuando esta gira. La leva va solidaria con un eje que le
transmite el movimiento; en muchas aplicaciones se
recurre a montar varias levas sobre un mismo eje o árbol
(árbol de levas), lo que permite la sincronización del
movimiento de los seguidores.
como seguidor de leva pueden emplearse émbolos (para
obtener movimientos de vaivén) o palancas (para
obtener movimientos angulares) que en todo momento
han de permanecer en contacto con el contorno de la
leva. Esto obliga a recurrir al empleo de muelles,
resortes o a la propia fuerza de la gravedad para
conseguirlo.
Leva

3. Teóricamente, cada válvula debería alcanzar la máxima apertura de modo
instantáneo, permanecer abierta durante cierto tiempo y después cerrarse
inmediatamente. Esto fue lo que se intentó conseguir a principios de siglo al
recurrir al uso de levas dotadas de resaltes bruscos capaces de determinar la
rapidísima apertura de las válvulas (figura 1). Entonces, la velocidad de rotación
de los motores era muy baja (inferior a 1.000 rpm); por tanto, las aceleraciones
impuestas por la leva al taqué eran moderadas. Dadas las notables dimensiones
de las válvulas, las fuerzas de inercia resultaban muy importantes, pero las
vibraciones del motor eran tales, que quedaban relegados a segundo plano los
problemas de aceleración de las válvulas.
Evolución de la leva

4. Es otro mecanismo que nos permite transformar un movimiento
rotativo (giratorio) en alternativo, este tipo de transformación de
movimiento es irreversible estando su principal utilidad en la
automatización de máquinas (programadores de lavadora, control de
máquinas de vapor, apertura y cierre de las válvulas de los motores de
explosión...).
Utilidad de Leva

5. En los mecanismos de levas, el diseño del perfil de leva
siempre estará en función de movimiento que queremos
que realice el seguidor de leva dicho de otro modo: la leva
es el resultado del movimiento que deseemos obtener en
el seguidor, por tanto, antes de construir la leva tenemos
que saber cual es el movimiento que queremos obtener.
Características

6. Levas de disco o radiales : Tienen forma de disco, generalmente la línea de
acción del seguidor es perpendicular al eje de la leva, y hace contacto con ésta
por medio de un resorte.
Levas cilíndricas o axiales: Denominadas también levas de tambor, estas
levas tienen forma cilíndrica y llevan mecanizadas una o más ranuras en su
superficie que hacen de guía del seguidor, provocando su desplazamiento en
dirección paralela al eje de giro de la leva.
Levas frontales: El cuerpo de la leva es un cilindro o cono, cuya
superficie superior está vaciada de tal modo que genera la leva. El
vástago se desplazará paralelo al árbol que transmite el movimiento.
Tipos de elevas

7. Las levas presentan ciertas ventajas si se comparan con mecanismos formados
por eslabonamientos. Estas son las siguientes:
•La síntesis de las levas es mucho más sencilla. Además, se pueden obtener
infinitos puntos de precisión.
•Más fáciles de equilibrar y por tanto pueden funcionar a mayores
velocidades.
•Son en general más baratas, fáciles de ajustar y requieren menos
mantenimiento.
La principal desventaja de las levas es lo limitado de sus desplazamientos.
Ventajas y desventaja

8. Circunferencia Base (Rb): es la circunferencia más pequeña que puede
dibujarse tangente a la superficie de la leva y concéntrica al eje de esta.
Circunferencia Principal (Rp): es la circunferencia más pequeña que puede
dibujarse tangente a la curva primitiva y concéntrica al eje de la leva.
Curva primitiva: es la curva generada por la trayectoria del centro del
rodillo.
Punto trazador o primitivo: es el punto en el centro del rodillo del seguidor
que genera la curva primitiva.
Nomenclatura de levas

9. Diagrama de desplazamiento: es la representación gráfica de la
relación entrada (giro de la leva) y la salida (desplazamiento del
seguidor).
Excentricidad: la distancia entre el eje de movimiento del seguidor
y el eje de giro de la leva.
Ángulo de presión (ϕ): es el ángulo entre la dirección del
movimiento del seguidor y la normal a la curva primitiva en la
posición actual del punto trazado.
Normalmente:
• ϕ<30º para seguidores de translación.
• ϕ<35º para seguidores oscilantes
Ángulo de presión
(ϕ):
Diagrama de
desplazamiento
Excentricid
ad
Nomenclatura de levas

10. Diagramas de
desplazamiento
•Detención – con movimiento de entrada pero sin movimiento de
salida.
•Elevación-Descenso – Sin periodo de mantenimiento.
•Elevación-descenso-parada
•Elevación-detención-descenso-detención.

11. • Se conectan los puntos usando líneas rectas
• Velocidad costante.
• Aceleración y sobreaceleración infinitas
• Es un diagrama no aceptable para el correcto funcionamiento de la leva

12. La leva de Morin, es una leva simétrica que actúa sobre un seguidor rectilíneo que se desplaza con movimiento
uniformemente acelerado, sin excentricidad. Sin considerar la gráfica de desplazamiento de la curva base parabólica, hallar
el perfil real para una leva de Morin con seguidor puntual, cuyo desplazamiento máximo, de 20 cm., se alcanza en
media revolución. El tiempo que tarda en realizar una revolución es de 2 segundos. El círculo primario tiene un radio Ro= 16
cm. y la leva girará a izquierdas.
En primer lugar, es necesario obtener el diagrama de desplazamientos y se haremos de dos maneras:
1.Considerando el movimiento uniformemente acelerado En el instante inicial, el seguidor está en la posición más baja, con
V = 0. Como el movimiento es uniformemente acelerado, se acelera hasta alcanzar su máxima velocidad a mitad de
recorrido (10 cm) para disminuir su velocidad hasta V= 0 cuando alcanza el desplazamiento máximo de 20 cm..
Para el descenso ocurre algo similar.
Ejercicio Practico

13. ecuación del movimiento es: 𝒔 = 𝑽 𝑶 𝒕 +
𝒂𝒕 𝟐
𝟐
𝒔 =
𝒂𝒕 𝟐
𝟐
, ya que Vo= 0.
Se tendrá que hallar la aceleración, que es constante e igual en valor absoluto para todos los tramos. Su valor es:
𝒂 =
𝟐𝑺
𝒕 𝟐
𝟐∗𝟏𝟎
𝟎,𝟓 𝟐 = 𝟖𝟎𝒄𝒎/𝒔 𝟐
Consideraremos 12 divisiones, de 30° cada una, para el trazado del perfil, seis para la subida y otros tantos para la
bajada. Puesto que hay simetría total, los intervalos de tiempo que corresponden a cada división son de 1/6 segundos.
Los desplazamientos que se alcanzan para las 3 primeras divisiones (aceleración en la subida) se obtienen
con la ecuación 𝐒 =
𝐚𝐭 𝟐
𝟐
,mientras que para las tres siguientes (deceleración en la subida) se obtienen de la ecuación
𝐒 = 𝑺 𝒐+ 𝑽 𝒐 −
𝒂𝒕 𝟐
𝟐
, siendo So=10 cm y 𝑽 𝒐 = 𝒂𝒕 𝟑 = 𝟖𝟎 ∗ 𝟎, 𝟓 = 𝟒𝟎𝒄𝒎/𝒔 𝟐.
Los valor es de dichos desplazamientos son los siguientes:
grados 30 60 90 120 150 180
T (s) 1/6 2/6 0,5 4/6 5/6 1
S (cm) 1,11 4,44 10 15,56 18,89 20
Ejercicio Practico

14. 2. Considerando los movimientos parabólicos de subida y descenso:
Durante el movimiento de subida hay que trabajar con dos ecuaciones:
-Primera mitad del movimiento parabólico: 𝒚 = 𝟐𝑳
𝜽
𝜷
𝟐
-Segunda mitad del movimiento parabólico: 𝒚 = 𝑳 𝟏 − 𝟐 𝟏 −
𝜽
𝜷
𝟐
donde ß es el ángulo girado por la leva para alcanzar la elevación máxima del seguidor L en el
movimiento de subida. En este caso: 𝑳 = 𝟐𝟎𝒄𝒎 𝒚 𝜷 = 𝟏𝟎𝟖º = 𝝅
Lógicamente los valores de y que se obtienen, tomando ángulos de 30° en 30°, son los mismos que
los de la tabla anterior

15. La construcción gráfica de la leva sigue los siguientes pasos:
1. Trazar el círculo primario y dividirlo en 12 partes iguales numeradas en el sentido de las agujas del reloj puesto
que la leva gira a izquierdas.
2. En el radio de la posición cero y sobre el círculo primario llevar las distintas elevaciones que se obtienen d el
diagrama de desplazamientos.
3. Llevar con un compás las distintas elevaciones a los radios correspondientes.
4. La unión de los puntos obtenidos proporciona la curva de paso de la leva, que en este caso coincide con el perfil
real de la leva al ser el seguidor puntual.

16. https://sites.google.com/site/gabrielmecanismos/Home
/parte-ii/6---leva
https://ikastaroak.ulhi.net/edu/es/DFM/DPM/DPM01/es
_DFM_DPM01_Contenidos/website_47_bielamanivela_y_b
ielaexcntrica.html
https://aprenderly.com/
Bibliografía