Este documento explica los diferentes tipos de levas y cómo se usan para transmitir movimiento. Las levas pueden ser de rotación, de translación, espaciales cilíndricas o esféricas, y transmiten movimiento a través de su perfil de acuerdo con la ley de desplazamiento representada en un diagrama. El documento describe cómo construir perfiles de levas para lograr diferentes tipos de movimiento como uniforme, uniformemente acelerado, armónico o cicloidal.

1. Republica bolivariana de
Venezuela Instituto Universitario
Politécnico “Santiago Mariño”
Perfil de levas
Bachiller: José Gregorio
Gómez

2. Dentro del esquema general de la máquina como conjunto mecánico, las levas
pertenecen al sistema de los elementos transmisores (figura 1).
Una leva es un elemento mecánico que transforma el movimiento según una
cierta ley. El conjunto de transmisión está formado por dos elementos (figura 2):
Leva y palpador o seguidor (a veces existe un tercer elemento, el rodillo de
contacto).

3. La ley de la leva puede definirse como la función que refleja la relación entre el
desplazamiento de la leva (lineal o angular) y el del palpador (lineal o angular).

5. a) De rotación o de disco.
b) De translación o de cuña.
c) Espacial cilíndrica.
d) Espacial glóbica.
e) Espacial frontal esférica.
f) Espacial frontal cilíndrica.

6. El movimiento del palpador o rodillo, al recorrer una trayectoria obligada, es
prefijado por el tipo de perfil de la leva que se adopte, es decir, la ley del
movimiento viene dada por el perfil de la leva. Al representar la ley de
desplazamiento gráficamente en un sistema de coordenadas, colocando la variable
independiente en el eje de las abscisas y la variable dependiente en el eje de las
ordenadas, se obtiene el diagrama de desplazamiento.
En el diagrama de desplazamientos, se representan el desplazamiento angular o
lineal del palpador (eje de ordenadas) en función del desplazamiento angular o
lineal de la leva (eje de abscisas).
A partir del diagrama de desplazamientos, se determina el perfil de la leva:
• Teórico.
• Real (Considerando el radio del rodillo).

7. En el diagrama de desplazamientos deben trazarse curvas de acuerdo entre los
recorridos efectuados durante los períodos de subida, detención y retorno. Las
curvas de acuerdo seguirán una trayectoria determinada según el movimiento de
que se trate (dependiendo de la velocidad de giro de la leva).

8. MOVIMIENTO UNIFORME: Si se pretende que la elevación del palpador provocada
por el giro α1 de la leva, se efectúe con movimiento uniforme (velocidad
constante), este tramo de perfil de leva, tendrá que venir representado en el
diagrama por una recta. El inconveniente de los choques de la transmisión entre
tramos contiguos se puede subsanar suavizando dichas uniones por medio de una
línea recta modificada, suavizando el desplazamiento por medio de un acuerdo de
radio R. Velocidad de giro de la leva, aproximadamente, 1000 rpm.

9. MOVIMIENTO UNIFORMEMENTE ACELERADO: La curva que produce un
movimiento parabólico del palpador, y que lo caracteriza por su aceleración
constante, se obtiene por el procedimiento geométrico siguiente: se divide el
segmento total de elevación del palpador en un número igual de partes igual al
que ha dividido el eje de abscisas. Si, por ejemplo, el número de divisiones es seis,
en abscisas, el segmento total en ordenadas de elevación del palpador, se dividirá
también en seis segmentos, dando a cada uno de éstos una longitud proporcional a
los números 1, 3, 5, 5, 3, 1. Por estos puntos se trazarán rectas horizontales, que
cortarán a las correspondientes verticales por 1, 2, 3, 4, 5 en puntos, que unidos
darán la curva de perfil parabólico. Velocidad de giro de la leva, entre 1000 y 6000
rpm.

10. MOVIMIENTO ARMONICO: Para conseguir un movimiento armónico simple del
palpador, se hará la siguiente construcción de perfil: tomando la elevación del
palpador, como diámetro, se trazará una semicircunferencia, dividiéndola en un
número de partes igual, al que se ha dividido el eje de abscisas del diagrama,
obteniendo así una serie de puntos a partir de los que se trazarán rectas
horizontales, que cortarán a las correspondientes verticales trazadas por los puntos
del eje de abscisas, en puntos de la curva del diagrama de desplazamientos. La
velocidad de giro de la leva puede ser mayor de 1000 rpm.

11. MOVIMIENTO CICLOIDAL: Se puede conseguir un movimiento cicloidal del
palpador generando una trayectoria similar a la descrita por un fasor complejo
rodante, de radio r = L/2π , donde L es la elevación requerida. Para construir la
curva de desplazamiento, se divide la ordenada cero en el mismo número de
partes iguales que la abscisa. Sea P el punto generador, coincidente con el punto O,
en el inicio. Entonces, cuando el círculo generador ruede verticalmente hacia
arriba, a la tangencia con la ordenada, por ejemplo en el punto 2, se traza una línea
horizontal por el punto P, en la ordenada correspondiente al punto 2. Permite una
velocidad de giro de la leva más que en los casos anteriores.

12. La figura muestra una leva excéntrica. Realizar el análisis de posición de forma
analítica para un ángulo de entrada igual a 0º . Datos: R1 = 2m; L1 = 5m; R2 = 4m;
L2 = 4m; O1A = 2m; L3 = 5m.

13. Según hemos definido los vectores conocemos los
siguientes datos: módulos de los vectores 1, 2, 3, 5 y
6 y los ángulos de los vectores 1, 2 y 5. El módulo del
vector 6 es la suma de los radios de las dos ruedas.
Utilizamos los vectores 5 y 6 para definir al 4, ya
que:
Definimos un nuevo vector de módulo a y ángulo α1
para poder obtener los ángulos que nos faltan.

15. Por lo tanto:

16. • Departamento de Ingeniería Mecánica. Universidad Carlos III de Madrid. «Teoría
de Mecanismos». Práctica 7. Disponible en: http://ocw.uc3m.es/ingenieria-
mecanica/teoria-de-maquinas/practicas-1/p7.pdf
• Área de Ingeniería Mecánica. Universidad de Castilla, La Mancha. «Teoría de
Práctica de Mecanismos». Antonio Javier Nieto Quiroga. Disponible en:
https://previa.uclm.es/area/imecanica/AsignaturasWEB/Teoria_de_Maquinas/P
roblemas/problemas_cinematica.pdf