Perfil de levas

1. Realizado por:
Carreño Daniela
CI: 26.842.247
Ing. Mecánica

2. Las levas son elementos de máquinas de gran
importancia y de amplio uso en la maquinaria moderna;
su aplicación se puede observar frecuentemente en
máquinas de combustión interna, máquinas-herramienta y
en diversos mecanismos de uso cotidiano
En el perfil de la leva así realizado, se distingue una parte
en que la distancia entre el elemento transmisor y el eje
de rotación de la leva es variable (fase activa del
movimiento), y otra en que permanece invariable (fase de
reposo).

3.  La fase activa del movimiento se obtiene con dos
trazos curvilíneos, tangentes al círculo de base,
llamados flancos de leva, a los cuales corresponden
los períodos de apertura y cierre de la válvula, y con un
trazo curvilíneo que rodea los dos flancos, llamado
cúspide o cabeza de la leva, que corresponde a la
máxima apertura de la válvula.
 La fase de reposo, correspondiente al período de cierre
de la válvula, se obtiene con un trazo circular
perteneciente al círculo de base, dejando un pequeño
juego entre la leva y el taqué, para permitir las
dilataciones térmicas que se producen durante el
funcionamiento del motor y garantizar así el cierre
perfecto de la válvula; en tal caso se tiene el círculo
reducido.
El perfil de la leva es el elemento que requiere mayor atención: no debe provocar excesivas
aceleraciones del taqué y mucho menos golpes entre la leva y el taqué.

4. Con una leva de rotación de guía circular, se pretende obtener la siguiente ley de movimiento.
En el giro de la leva:
 De 0º a 90º la varilla gira 15º, elevándose
 De 90º a 120º la varilla permanece en reposo
 De 120º a 180º la varilla gira 15º, elevándose
 De 180º a 240º la varilla permanece en reposo
 De 240º a 300º la varilla desciende 30º,
permaneciendo en reposo hasta los 360º
Datos:
Distancia entre centros de rotación de leva y varilla: 70
mm
Radio del círculo básico del perfil teórico: 30 mm
Longitud de la varilla: 55 mm
Radio del rodillo del seguidor: 3.5 mm
Determinar el perfil teórico y real, tomando como mínimo
12 puntos de precisión (un punto cada 30º de giro de la
leva) y teniendo en cuenta que el movimiento del seguidor
debe ser de aceleración constante.

5. A partir de los datos del enunciado se puede dibujar el diagrama de desplazamientos de la
varilla: representación del ángulo girado por la varilla en función del ángulo girado por la leva. Para
conseguir que el movimiento entre tramos de 𝛼 𝑝horizontales, consta de dos tramos parabólicos.
Tabla de valores.
α (°) 0 30 60 90 120 150 180 210 240 270 300 330 360
𝛼 𝑝(°) 0 3 11.7 15 15 22.5 30 30 30 15 0 0 0

6. Partiendo de dicho diagrama se dibuja el perfil de la leva (360º) con 12 puntos de precisión, lo que
supone un punto cada 30º. Los pasos a seguir son los siguientes:
1. Dibujar una circunferencia de radio igual a la distancia entre
centros de rotación de leva y varilla. Su centro es el
punto fijo de la leva (01) y puede situarse el punto fijo
de la varilla (Op) en un punto cualquiera de la
circunferencia
2. Subdividir esta circunferencia en 12 partes iguales y
numeradas con origen en (Op).
3. Con centro en O1, se dibuja la circunferencia que
delimita el círculo básico del perfil teórico
4. Desde el punto Op elegido, puede llevarse con el compás la
longitud de la varilla hasta cortar en un punto (O) la
circunferencia anterior. La unión de Op con O proporciona
la posición inicial de la varilla

7. 5. Con centro en Op y radio igual a la longitud de la varilla, se traza el arco correspondiente al ángulo
girado por el seguidor el punto 1 (30º de giro de la leva). Este ángulo se obtiene del diagrama de
desplazamientos. Uniendo el extremo de dicho arco con Op, tenemos la posición de la varilla
cuando la leva ha girado 30º
6. Conociendo el punto de contacto leva-varilla cuando la leva gira 30º (punto 1), para dibujar ese
punto de la leva, sólo falta deshacer el giro de 30º.
7. Trazar una circunferencia con centro en OI y radio OI1, que representa la trayectoria del punto 1 de la
leva
8. Con centro en la posición 1 de la circunferencia exterior y radio igual a la longitud de la varilla, trazar
otra circunferencia. La intersección de esta circunferencia con la trayectoria de 1, nos dará dicho
punto 1 de la leva
9. Para determinar el punto 2 y sucesivos, se siguen los pasos 5 a 8. Debe tenerse en cuenta que el
ángulo proporcionado por el diagrama de desplazamientos se refiere al ángulo girado por la varilla
respecto a la posición inicial, frente al ángulo de giro de la leva
10. Uniendo los puntos se determina el perfil teórico de la leva. Si se dibuja el rodillo del seguidor con
centro en cada uno de los 12 puntos, trazando la envolvente interior se tiene el perfil real.

9.  REYES Pozo, Guillermo. Técnicas De Diseño Geométrico Asistido Por Ordenador Para
Mecanismos Leva-Palpador. Departamento de Ingeniería Mecánica Universidad Politécnica de
Cataluña
 SHIGLEY, Joseph Edgard. MISCHKE, Charles R. Elementos de Maquinaria: Mecanismos.
McGraw Hill. México. 1995