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Diseño de Levas

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Academic year: 2021

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Diseño de Levas

Diseño de Levas

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Definición

Definición

• UnaUna levaleva eses unun elementoelemento mecánico que sirve para impulsar a otro elemento llamado seguidor a otro elemento, llamado seguidor

para que desarrolle un

movimiento especificado por movimiento especificado por contacto directo

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Partes del mecanismo de leva

Partes del mecanismo de leva

Los mecanismos de leva constan básicamente de Los mecanismos de leva constan básicamente de  tres partes: Leva ‐ Leva ‐ Seguidor ‐ Bancada

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Clasificación de las levas

Clasificación de las levas

Según su geometría las levas se clasifican en: Según su geometría, las levas se clasifican en: ‐ Levas de placa o de disco d ñ ‐ Levas de cuña ‐ Levas cilíndricas ‐ Levas laterales o de cara

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Clasificación

Clasificación

1‐ Levas de placa o de disco 1 Levas de placa o de disco

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Leva de cuña

Leva de cuña

(7)

Leva cilíndrica o de tambor

Leva cilíndrica o de tambor

(8)

Leva lateral o de cara

Leva lateral o de cara

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Tipos de seguidor

Los seguidores se clasifican en:

Tipos de seguidor

Los seguidores se clasifican en: ‐ Seguidor de cuña S id d l ‐ Seguidor de cara plana ‐ Seguidor de rodillo o carretilla ‐ Seguidor de cara esférica o zapatilla curva

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Seguidor de cuña

Seguidor de cuña

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Seguidor de cara esférica o zapatilla 

curva

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Clasificación según el movimiento del 

d

seguidor

De acuerdo al movimiento del seguidor, se  clasifican en: ‐ Traslacional o alternativo

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Clasificación según el movimiento del 

d

• Rotacional u oscilatorio

seguidor

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Clasificación según la línea de 

ó d

transmisión de movimiento

(17)

Clasificación según la línea de 

ó d

transmisión de movimiento

(18)

Aplicaciones de las levas

Aplicaciones de las levas

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Movimiento de válvulas de admisión y escape 

d b ibl d b ió

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Árbol de levas

Árbol de levas

(21)

Motor de Motor de  combustión

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Nomenclatura de las levas

Nomenclatura de las levas 

El desplazamiento del seguidor: en general seEl desplazamiento del seguidor: en general se 

define como la posición del mecanismo  seguidor a partir de un punto especifico seguidor a partir de un punto especifico 

denominado cero o reposo, en relación con el  tiempo o con alguna fracción del ciclo de la

tiempo o con alguna fracción del ciclo de la  maquinaria (desplazamiento de la leva) 

medida en forma angular medida en forma angular.

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Nomenclatura de las levas

Nomenclatura de las levas 

El desplazamiento de la leva; medido enEl desplazamiento de la leva; medido en 

grados o milímetros, es el movimiento de la  leva medido desde un punto específico ce o leva medido desde un punto específico, ce o  reposo, en relación con el mecanismo 

seguidor definido antes seguidor definido antes.

El perfil de la leva: es el contorno de la  superficie de trabajo de la leva

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Nomenclatura de las levas

Nomenclatura de las levas 

Punto trazador: es la línea de centro delPunto trazador: es la línea de centro del 

rodillo o su equivalente. Cuando se utiliza un  seguidor plano. • Curva primitiva: es el lugar geométrico de la  sucesión de puntos descritos por el punto  trazador, cuando la leva se desplaza. • El circulo de la base: Es el menor círculo  inscrito en el perfil de la leva.

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Nomenclatura de las levas

Nomenclatura de las levas 

Circulo primario: Es el menor círculo inscritoCirculo primario: Es el menor círculo inscrito 

de la curva primitiva y con centro en el centro  de la leva Es concéntrico con el círculo de

de la leva. Es concéntrico con el círculo de 

base y separado de este a un radio del rodillo  seguidor

seguidor.

Ángulo de presión: Es el ángulo entre la  normal a la curva primitiva y la dirección normal a la curva primitiva y la dirección  instantánea del movimiento del seguidor.

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Nomenclatura de las levas

Nomenclatura de las levas 

Punto primitivo: es el punto de la curvaPunto primitivo: es el punto de la curva 

primitiva donde tiene su máximo valor el  ángulo de presión ángulo de presión. Ci l i i i E él í l l • Circulo primitivo: Es él círculo que pasa por el  punto primitivo.

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Nomenclatura de las levas

Nomenclatura de las levas 

Punto de transición: Es el punto de máximaPunto de transición: Es el punto de máxima 

velocidad donde la aceleración cambia de  signo (cambia la dirección de la fuerza en el signo (cambia la dirección de la fuerza en el  seguidor). En las levas cerradas, este punto se  denomina con frecuencia punto de cruce

denomina con frecuencia punto de cruce,  donde, debido al cambio de dirección de la  aceleración el seguidor deja un perfil de la aceleración, el seguidor deja un perfil de la  leva para entrar en contacto con el perfil  opuesto (o conjugado)

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Diagramas de desplazamiento

Diagramas de desplazamiento

y

representa el desplazamiento del seguidor y ѳ

y

representa el desplazamiento del seguidor y ѳ el ángulo de giro de la leva.

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Tipos de movimiento del seguidor

Tipos de movimiento del seguidor

Movimiento uniforme M i i t if t l d • Movimiento uniformemente aceleradoMovimiento armónicoMovimiento cicloidal

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MOVIMIENTO UNIFORME

MOVIMIENTO UNIFORME

• Si se pretende que la elevación del seguidor p q g provocada por el giro α1 de la leva, se efectúe 

con movimiento uniforme (velocidad constante),  este tramo de perfil de leva tendrá que venir

este tramo de perfil de leva, tendrá que venir  representado en el diagrama por una recta.  El  inconveniente de los choques de la transmisión  t t ti d b 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 aproximadamente, 1000 rpm.

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Movimiento uniforme

Movimiento uniforme

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MOVIMIENTO UNIFORMEMENTE 

ACELERADO

• La curva que produce un movimiento parabólico del  seguidor, y que lo caracteriza por su aceleración constante,  se obtiene por el procedimiento geométrico siguiente: se  divide el segmento total de elevación del seguidor en un  ú i l d t i l l h di idid l j d 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 seguidor se dividirá también en seis segmentos dando del seguidor, 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 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.p

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MOVIMIENTO UNIFORMEMENTE 

ACELERADO

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MOVIMIENTO ARMONICO

MOVIMIENTO ARMONICO

Para conseguir un movimiento armónico simple del  seguidor, se hará la siguiente construcción de perfil:  tomando la elevación del seguidor, 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  p p q horizontales, que cortarán a las correspondientes  verticales trazadas por los puntos del eje de abscisas,  en puntos de la curva del diagrama de p g desplazamientos.  La velocidad de giro de la leva puede  ser mayor de 1000 rpm.

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MOVIMIENTO ARMONICO

MOVIMIENTO ARMONICO

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MOVIMIENTO CICLOIDAL

MOVIMIENTO CICLOIDAL

Se puede conseguir un movimiento cicloidal del  seguidor 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 q 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 p g p 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 , p j p p , 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. g q

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MOVIMIENTO CICLOIDAL

MOVIMIENTO CICLOIDAL

Referencias

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