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Páginas: 5 (1211 palabras)
Publicado: 27 de noviembre de 2012
4. LEVAS
4.1. Introducción
Las levas son un tipo de par de cinemático en el que el contacto entre los dos elementos se produce en único punto (o línea en tres dimensiones). Es habitual llamar leva al
elemento conductor y seguidor al elemento conducido. En esta definición general se
engloban los engranajes, que pueden verse como un tipo de levas especial en el que la
relación de velocidadeses constante.
Las levas se presentan en una gran variedad de formas, y pueden ser planas o tridimensionales aunque en este tema nos restringiremos al caso plano. La Figura 4.1
muestra una leva de traslación, la Figura 4.2 una leva cilíndrica y la Figura 4.3 una
leva de disco, que son las más comunes. En este Capítulo nos centraremos en la leva
de disco, aunque muchas de las cuestiones queveremos se pueden generalizar sin dificultad a otros tipos de levas.
Figura 4.1. Leva de traslación
plana.
Figura 4.2. Leva cilíndrica.
Figura 4.4. Seguidor puntual centrado
Figura 4.3. Leva de disco.
Figura 4.5. Seguidor de pie plano
© Alejo Avello, Tecnun (Universidad de Navarra).
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Cap. 4: Levas
Figura 4.6. Seguidor oscilante curvo
Figura 4.7. Seguidor de rodillodescentrado
El seguidor puede ser de traslación, si su movimiento es una traslación a lo largo
de un eje, u oscilante, si es una rotación alrededor de un eje. Atendiendo a la forma del
seguidor, éste puede ser puntual, plano, curvo o de rodillo. Los seguidores de traslación pueden ser centrados o descentrados, dependiendo de si el eje del seguidor pasa
por el centro de la leva o no. La Figura4.4 y siguientes muestran distintos tipos de
seguidores.
Seguidor
Angulo
de presión
Curva primitiva
Circunferencia base
Circunferencia de
desplazamiento
Superficie
de leva
Desplazamiento
Figura 4.8. Nomenclatura de las levas.
En la Figura 4.8 se muestra, utilizando como ejemplo una leva de disco con seguidor desplazado de rodillo, la nomenclatura más comúnmenteempleada en las levas.
El ángulo de presión es el ángulo que forma el eje del seguidor con la normal al perfil
de leva. Prescindiendo del rozamiento, la reacción entre la leva y el seguidor lleva la
dirección de la normal a la leva, por lo que el ángulo de presión indica el ángulo con
© Alejo Avello, Tecnun (Universidad de Navarra).
Cap. 4: Levas
103
que los esfuerzos se transmitenrespecto al eje del seguidor. Interesa que el este ángulo sea pequeño, puesto que cuanto mayor sea, mayores serán los esfuerzos sobre el seguidor y las guías.
La curva primitiva es paralela a la superficie de la leva; coincide con la que tendría la leva si el seguidor fuese puntual, con el extremo en el centro del rodillo.
La circunferencia de desplazamientos es la circunferencia con centro en elcentro
de la leva y que es tangente al eje del seguidor. Se denomina desplazamiento al radio
de dicha circunferencia.
La circunferencia base es aquélla que tiene como centro el centro de leva, y que
pasa por el centro del rodillo en la posición inicial o de reposo del seguidor.
El objetivo de este Capítulo es describir brevemente cómo se diseñan las levas para generar cualquier movimiento delseguidor que se desee, por métodos tanto gráficos
como analíticos. Como se verá, el diseño de las levas es relativamente sencillo. Esta
sencillez contrasta con la dificultad del diseño de los mecanismos de barras articuladas, que son bastante sencillos de analizar pero mucho más difíciles de diseñar para
lograr un movimiento deseado.
4.2. Mecanismos de contacto directo
En las levas, elmovimiento se transmite por contacto directo entre dos superficies,
que permanecen tangentes entre sí constantemente. Para calcular la relación de velocidades angulares entre dos perfiles tangentes nos apoyaremos en la Figura 4.9.
En el punto de contacto S consideraremos dos partículas S1 y S2 , una perteneciente a cada perfil. Para que los dos perfiles permanezcan tangentes entre sí en todo
momento...
4.1. Introducción
Las levas son un tipo de par de cinemático en el que el contacto entre los dos elementos se produce en único punto (o línea en tres dimensiones). Es habitual llamar leva al
elemento conductor y seguidor al elemento conducido. En esta definición general se
engloban los engranajes, que pueden verse como un tipo de levas especial en el que la
relación de velocidadeses constante.
Las levas se presentan en una gran variedad de formas, y pueden ser planas o tridimensionales aunque en este tema nos restringiremos al caso plano. La Figura 4.1
muestra una leva de traslación, la Figura 4.2 una leva cilíndrica y la Figura 4.3 una
leva de disco, que son las más comunes. En este Capítulo nos centraremos en la leva
de disco, aunque muchas de las cuestiones queveremos se pueden generalizar sin dificultad a otros tipos de levas.
Figura 4.1. Leva de traslación
plana.
Figura 4.2. Leva cilíndrica.
Figura 4.4. Seguidor puntual centrado
Figura 4.3. Leva de disco.
Figura 4.5. Seguidor de pie plano
© Alejo Avello, Tecnun (Universidad de Navarra).
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Cap. 4: Levas
Figura 4.6. Seguidor oscilante curvo
Figura 4.7. Seguidor de rodillodescentrado
El seguidor puede ser de traslación, si su movimiento es una traslación a lo largo
de un eje, u oscilante, si es una rotación alrededor de un eje. Atendiendo a la forma del
seguidor, éste puede ser puntual, plano, curvo o de rodillo. Los seguidores de traslación pueden ser centrados o descentrados, dependiendo de si el eje del seguidor pasa
por el centro de la leva o no. La Figura4.4 y siguientes muestran distintos tipos de
seguidores.
Seguidor
Angulo
de presión
Curva primitiva
Circunferencia base
Circunferencia de
desplazamiento
Superficie
de leva
Desplazamiento
Figura 4.8. Nomenclatura de las levas.
En la Figura 4.8 se muestra, utilizando como ejemplo una leva de disco con seguidor desplazado de rodillo, la nomenclatura más comúnmenteempleada en las levas.
El ángulo de presión es el ángulo que forma el eje del seguidor con la normal al perfil
de leva. Prescindiendo del rozamiento, la reacción entre la leva y el seguidor lleva la
dirección de la normal a la leva, por lo que el ángulo de presión indica el ángulo con
© Alejo Avello, Tecnun (Universidad de Navarra).
Cap. 4: Levas
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que los esfuerzos se transmitenrespecto al eje del seguidor. Interesa que el este ángulo sea pequeño, puesto que cuanto mayor sea, mayores serán los esfuerzos sobre el seguidor y las guías.
La curva primitiva es paralela a la superficie de la leva; coincide con la que tendría la leva si el seguidor fuese puntual, con el extremo en el centro del rodillo.
La circunferencia de desplazamientos es la circunferencia con centro en elcentro
de la leva y que es tangente al eje del seguidor. Se denomina desplazamiento al radio
de dicha circunferencia.
La circunferencia base es aquélla que tiene como centro el centro de leva, y que
pasa por el centro del rodillo en la posición inicial o de reposo del seguidor.
El objetivo de este Capítulo es describir brevemente cómo se diseñan las levas para generar cualquier movimiento delseguidor que se desee, por métodos tanto gráficos
como analíticos. Como se verá, el diseño de las levas es relativamente sencillo. Esta
sencillez contrasta con la dificultad del diseño de los mecanismos de barras articuladas, que son bastante sencillos de analizar pero mucho más difíciles de diseñar para
lograr un movimiento deseado.
4.2. Mecanismos de contacto directo
En las levas, elmovimiento se transmite por contacto directo entre dos superficies,
que permanecen tangentes entre sí constantemente. Para calcular la relación de velocidades angulares entre dos perfiles tangentes nos apoyaremos en la Figura 4.9.
En el punto de contacto S consideraremos dos partículas S1 y S2 , una perteneciente a cada perfil. Para que los dos perfiles permanezcan tangentes entre sí en todo
momento...
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