Análisis de Perfil de Leva: Definición/Ejercicios

1. Instituto Universitario Politécnico “Santiago Mariño”
Facultad de Ingeniería en Mantenimiento Mecánico.
Núcleo Barcelona- Edo, Anzoátegui.
Estudiante y N° de Carrera:
Samantha Figueroa. 28.396.250/ 46
Barcelona, 6 de febrero de 2021.

2. Una leva es un elemento mecánico
que sirve para impulsar a otro, llamado
seguidor, para
que éste desarrolle un movimiento
específico.
Tiene una superficie adecuada para
transmitir potencia por contacto
directo, transformando un
movimiento de entrada conocido
(usualmente rotatorio) en oscilación,
traslación o ambos, del seguidor.
Las levas desempeñan un papel
muy importante dentro de la
maquinaria moderna, y son
elementos vitales en el
funcionamiento de cualquier
motor, ya que se encargan de
transmitir movimiento y
potencia.
Un mecanismo leva-seguidor, consiste
en dos miembros móviles que se
encuentran en contacto directo, cada uno
de ellos con un solo grado de libertad.
Dicho mecanismo, establece una ley
de dependencia entre sus
movimientos, llamada ley de
desplazamiento del seguidor.
Se puede diseñar levas para
obtener casi cualquier ley de
desplazamiento deseada, ajustando
las diversas geometrías y
combinaciones de leva y seguidor.

3. Las levas pueden ser de diferentes formas
y tamaños dependiendo del uso que se les
dará, por ello se requiere todo un proceso
de fabricación en particular para cada una. Existen tipos variados de perfiles y formas de las
levas, por ello es necesario utilizar cierta
terminología para distinguir unas de otras.
Los más comunes son:
 De disco, de placa o radial. (a)
 Cilíndrica o de tambor. (b)
 De cuña o de traslación. (c)
 Lateral o de cara. (d)
Además de esas, hay otras muy poco
utilizadas, como son las levas cónicas,
esféricas y globoides; para ellas se que
requiere un estudio aparte, debido a su
manufactura complicada y costosa.

4. Los seguidores o palpadores pueden clasificarse de
maneras distintas, de tal manera que un mismo
seguidor puede encajar en más de una clasificación
según sus características.
Algunos autores los diferencian según
el movimiento que realizan como
consecuencia del contacto con la leva,
que puede ser de rotación
(oscilatorio) o traslación
(alternativo).
Otra forma es fijándose en la dirección del
movimiento del seguidor respecto al eje de giro de
la leva, así pueden ser excéntricos, radiales o
axiales.
Con movimiento de
rotación u oscilante
Excéntrico Axial
A continuación se ilustran algunos de ellos:
 Seguidor de rodillo, en traslación. (a)
 Seguidor de cara plana, en traslación. (b)
 Seguidor de cara esférica, en rotación. (c)
 Seguidor de rodillo, en rotación. (d)
 Seguidor puntual, en traslación. (e)

5. Punto de trazo: es un punto teórico ubicado en el
centro del seguidor de rodillo o en el punto medio de
la superficie de un seguidor de cara plana.
Curva de paso: es el lugar geométrico
generado por el punto de trazo, y describe una
trayectoria similar al perfil de la leva, pero
separada de esta por el radio del rodillo.
Círculo primario: es el círculo más pequeño que
se puede trazar con centro en el eje de rotación de la
leva y tangente a la curva de paso.
Círculo base: es el círculo más pequeño que se
puede trazar con centro en el eje de rotación de la
leva y tangente al perfil de ella rotación de la leva y
tangente al perfil de ella.
Ángulo de presión: es el ángulo comprendido
entre la dirección del desplazamiento del seguidor y
la normal a la superficie de la leva en ese punto de
tangencia.

6.  Datos:
 Solución:
1. Determinar el perfil teórico y real de una leva de rotación con guía circular,
cuyo seguidor de rodillo adquiere un movimiento uniforme acelerado. Tomar
como mínimo 12 puntos de precisión equidistantes.
En la rotación de la leva:

7. Diagrama de desplazamiento (Ley de la
leva)
Perfil teórico y real de la leva

8. 2. El seguidor oscilante de cara plana dibujado en la figura 1se debe conducir con una
leva de disco (de la cual se ha dibujado el círculo primario) que gira en sentido
contrario a la agujas del reloj, elevándose en un arco de 24 grados con movimiento
armónico en 180 grados de rotación de la leva, descansar durante 60 grados y
volver a la posición inicial durante el ángulo restante en la leva, también con
movimiento armónico. Construir el perfil de la leva e indicar aproximadamente la
longitud mínima del seguidor para asegurar el contacto. Recomendación, realizar el
dibujo a escala 1:1.
 Ecuación del movimiento
armónico simple de subida completa:
 Ecuación del movimiento armónico
simple de retorno completo:
 Solución:
En primer lugar, se procede a construir en la
siguiente figura el diagrama de desplazamientos.
También se indica la elevación alcanzada para cada
posición, que en este caso es angular.

9. A continuación, se procede a construir el perfil de leva. Para ello, se han tomado seis
divisiones para el movimiento de subida y otras seis para el movimiento de bajada.
Los pasos que se han seguido son los siguientes:
1) Partiendo de que la posición dada en el enunciado es la más baja que puede
alcanzar el seguidor, se dibuja dicha posición y se traza, con centro en A y
radio OA, una circunferencia que se divide, a partir del punto O, en el mismo
número de partes en que se dividió el diagrama de desplazamientos,
respetando el tamaño de los intervalos y numerando en sentido contrario al
giro de la leva, B es el punto de traza.
2) Se pueden partir 3 caminos:
o Desde las divisiones de la circunferencia exterior, se trazan rectas
tangentes al círculo primario, que representan la situación más baja del
seguidor en cada posición.

10. o A continuación, para cada posición, se lleva al ángulo de elevación correspondiente
con un transportador de ángulos y se traza el lado opuesto de dicho ángulo. Esta recta
representa la situación que alcanza el seguidor en dicha posición, que será tangente
al perfil de la leva .
o Con centro en las divisiones de la circunferencia exterior, se trazan arcos de radio OB.
Luego, con centro en el eje de giro de la leva A y radio las diferentes elevaciones angulares
del punto se traza B, se trazan arcos que cortan a los anteriores. Las rectas que unen a las
divisiones de la circunferencia exterior con las intersecciones de los arcos son las diferentes
posiciones del seguidor, que son tangentes al perfil real de la leva.

11.  Otra posibilidad es calcular las diferentes elevaciones lineales según la dirección radial
por el punto de traza. En la siguiente figura se muestra la conversión de la elevación angular
máxima:
Llevando las diferentes elevaciones en las
direcciones radiales, se obtienen unos
puntos, que unidos con las divisiones de la
circunferencia exterior, proporcionan la
rectas que serán tangentes al perfil de la
leva. En la figura que se mostrará a
continuación, se reflejará la resolución
según este último método para las
posiciones 6 y 7.
3. El perfil de la leva es la curva tangente a todas las rectas dibujadas (figura que se
mostrará a continuación).
En cuanto a la longitud aproximada del seguidor, hay que fijarse en las
posiciones en las que el punto de contacto con la leva, más se aleje del eje de
giro del seguidor. Esto ocurre entre las posiciones 2 y 3, por lo que fijándonos
en cualquiera de las figuras, se puede ver que la longitud del seguidor ha de ser
al menos 70mm.

13.  Moliner, P. R. Engranajes. Barcelona. ETSEIB CPDA, 1990.
 Nieto, J. Síntesis de mecanismos. Madrid. Editorial AC, 1978.
 Norton, R. L. Diseño de maquinaria. México. McGraw-Hill, 1995.
 Shigley, J. E. Teoría de máquinas y mecanismos. México. McGraw-Hill, 1988.