Levas

2.3.2.Levas
Las levas son mecanismos utilizados para transformar un movimiento giratorio en un movimiento rectilíneo alternativo. Según sea el perfil de la leva se obtienen distintos tipos de movimientos.

En la figura (Fig.7.12a) se muestra una leva de placa La , la cual al girar con una velocidad angular a mueve la pieza empujada Ea a una velocidad va en forma perpendicular a su eje, entanto que la leva circular Lb de la figura (Fig.7.12b), rotando con una velocidad angular b mueve la pieza empujada Eb a una velocidad vb en forma paralela a su eje.
Las superficies de las levas reciben un tratamiento térmico especial, cementándolas especialmente para endurecerlas y evitar su desgaste prematuro.

A continuación se describirán las características constructivas de los perfiles dealgunas levas.
Leva de disco y rueda de contacto
 
A medida que gira la leva, la rueda de contacto o pieza empujada se eleva con un movimiento determinado por el perfil de la leva. A los efectos de realizar el análisis del movimiento se estudia la superficie primitiva que describe el centro de la rueda de contacto, según muestra la figura (Fig.7.13), al rodar sobre la superficie de trabajo dela leva. El círculo base primitivo tiene por radio a r0. Cuando la leva rota el ángulo 0, se produce la elevación L. El eje de simetría de la pieza empujada o rueda de contacto está desplazado respecto del eje de la leva la distancia z0. La elevación x se produce durante una rotación medida desde el radio al comienzo de la elevación al radio r del centro de la rueda de contacto.
Si la rotaciónse produce durante el tiempo t, y si es la velocidad angular de la leva, resulta:

= .t (7.78)
Si es constante, será:
a) d = .dt b) (7.79)
 
De la figura (Fig.7.13) se obtiene, aplicando Pitágoras:(7.80)
o también:
(7.81)
Además:
(7.82)
La (7.82) se puede escribir, desarrollando el cuadrado del binomio y reemplazando el valor de por su valor dado por la (7.81):

(7.83)De acuerdo al perfil de las levas, según las ecuaciones que dan la elevación x de la pieza empujada, ésta puede ser parabólica, armónica o cicloidal. La ecuación (7.82), si se tiene la expresión adecuada de x, da la superficie primitiva de la leva.
Las ecuaciones que dan el desplazamiento, velocidad yaceleración con los tipos de perfiles de levas mencionados, se dan a continuación:
 
Leva parabólica o de aceleración constante
 
Desplazamiento x Velocidad Aceleración
Para :
Para :
 
Leva armónica cosenoidal
 Desplazamiento Velocidad Aceleración

Leva cicloidal
 
Desplazamiento Velocidad Aceleración

 
En la figura (Fig.7.14) se muestran las curvas representativas del (a) desplazamiento, (b)velocidad y (c) aceleración, en función de y 0 para los tres tipos de levas, parabólica, cicloidal y armónica.
Como las fuerzas de inercia inducidas en las masas movidas por la leva son proporcionales a la aceleración de la pieza empujada, se debe utilizar aquella leva que produzca la menor aceleración máxima compatible con un movimiento con cambios graduables de aceleración. Analizando la...