UNIVERSIDAD TECNOLGICA DE PANAMFACULTAD DE INGENIERA MECNICALicenciatura en Ingeniera NavalMECANISMOSGua de Laboratorio No.5Diseo y Anlisis de Levas

Estudiantes: Glvez Yackeline 2-732-1732 Grupo: 1NI 13 Illueca Gloria 8-886-2065 Subgrupo: A Fecha de Entrega: 27/5/15DescripcinUna leva es un elemento mecnico cuyo propsito es impartir movimiento a otro elemento conocido como seguidor, el cual se mueve al mantenerse un contacto directo entre ambos elementos. Generalmente, el movimiento del seguidor es predeterminado formando parte de los requerimientos de diseo para permitir un buen comportamiento dinmico.Objetivos Generales Reconocer diferentes tipos de levas y seguidores. Reconocer diferentes tipos de movimiento que puede seguir un seguidor y sus implicaciones en la dinmica del mecanismo.Objetivos Especficos Estudiar diferentes tipos de movimiento que puede tener un seguidor de una leva, entre los cuales estn: uniforme, parablico, armnico simple, cicloidal, polinomial, etc. Determinar las grficas de posicin, velocidad, aceleracin y jaln de un seguidor. Reconocer las caractersticas cinemticas y dinmicas que debe tener un buen diseo de una leva. Desarrollar manualmente el perfil de una leva de disco para diferentes tipos de seguidores (cua, rodillo, cara plana). Desarrollar mediante el programa INVENTOR el perfil de una leva de disco para un seguidor de cua con movimiento radial.

Teora

Una leva es un componente de un mecanismo que causa que otro cuerpo, llamado seguidor, siga un movimiento predeterminado. El comportamiento cinemtico y dinmico del mecanismo de leva depende del tipo de movimiento escogido para el seguidor. Para una leva de disco con seguidor radial en traslacin, podemos escoger distintos tipos de movimiento, entre los cuales podemos nombrar: Uniforme, parablico, uniforme modificado, armnico simple, cicloidal y polinomial.

La seleccin del tipo de movimiento a utilizarse en el diseo de una leva depende de la velocidad de rotacin, ruido, vibraciones, desgastes y esfuerzos permisibles. Para obtener el diagrama de desplazamiento del seguidor existen mtodos grficos, dependiendo del tipo de movimiento (ver Fig.8.1, 8.2, 8.3, 8.4, 8.5 y 8.6).

Movimiento UniformeEl seguidor tiene una velocidad constante de elevacin. La aceleracin es cero excepto al inicio y final del recorrido. Ver Figura 8.1.

(8.1)

(8.2)

Figura 8.1 Movimiento Uniforme

Movimiento Parablico

La aceleracin es constante durante la primera mitad del movimiento, el jaln es cero excepto al inicio y final del recorrido. Ver Figura 8.2.

(8.3)

(8.4)

(8.5)

Donde:

es la velocidad angular de rotacin de la leva en rad/s

es el ngulo de rotacin de la leva al inicio del movimiento.

es el ngulo de rotacin de la leva al final del movimiento.

Figura 8.2 Movimiento Parablico

Uniforme modificado

Consiste de movimiento parablico, seguido por movimiento uniforme y termina el recorrido con movimiento parablico. Ver Figura 8.3.

Figura 8.3 Movimiento Uniforme Modificado

Armnico Simple

El seguidor presenta una aceleracin no uniforme hasta el punto medio del recorrido y luego desacelera de manera no uniforme. El seguidor sigue un movimiento armnico simple. Las grficas cinemticas no muestran cambios bruscos con el tiempo. Ver Figura 8.4.

Subida (8.6)

(8.7)

(8.8)

(8.9)

Bajada (8.10)

(8.11)

(8.12)

(8.13)

Figura 8.4 Movimiento Armnico Simple

Movimiento Cicloidal

El movimiento tiene un comportamiento similar al armnico simple, con la ventaja que la aceleracin empieza suavemente, lo que da como resultado, una operacin satisfactoria en cuanto a cambios bruscos de fuerzas dinmicas. Ver Figura 8.5.

Subida

(8.14)

(8.15)

(8.16)

(8.17)

Bajada (8.18)

(8.19)

(8.20)

(8.21)

Figura 8. 5 Movimiento Cicloidal

Movimiento Polinomial

Este tipo de movimiento permite establecer las condiciones de posicin, velocidad, aceleracin y jaln que especifiquemos al inicio y final del recorrido, ya sea de subida o de bajad, permitindonos controlar las caractersticas cinemticas y dinmicas del mecanismo leva-seguidor.

Subida o bajada (8.22)

(8.23)

(8.24)

(8.25)

Una vez obtenido el diagrama de desplazamiento del seguidor de la leva, podemos obtener la configuracin del contorno de la leva, usando mtodos grficos que varan dependiendo del tipo de leva y seguidor. En este laboratorio se obtendr el contorno de una leva de placa o disco con seguidor de cua con movimiento lineal.

Figura 8.6 Movimiento Polinomial

Procedimiento1. Disear una leva de disco con seguidor de rodillo que cumpla con las siguientes condiciones de movimiento: el seguidor de la leva debe permanecer en reposo los primeros 30 de rotacin de la leva, luego se eleva hasta una altura mxima de 40 mm en 1/9 s describiendo el movimiento indicado por el instructor. Luego debe permanecer en reposo por 30 de rotacin de la leva y finalmente regresar a la posicin inicial en un tiempo de 1/6 s, realizando el movimiento indicado por el instructor. La leva gira a una velocidad de 180 rpm.

2. Dibujar el perfil de la leva obtenida. La leva debe tener un dimetro base de 50 mm. En el dibujo del contorno de la leva debe aparecer, en lnea de construccin, los pasos completos para la localizacin de los puntos. Dibujar la leva a escala natural.Preguntas y Resultados

Valores de las constantes CoCi

Valores para polinomio de subida

000.33333333C01

3000.33333333C10.11111111

6000.33333333C25.144E-05

9000.33333333C3-1.11121399

12000.33333333C41.66671811

15000.33333333C5-0.66666667

180400.22222222Valores polinomio de bajada

210400.22222222C01

240400.22222222C10.16666667

270400.22222222C27.716E-05

300400.22222222C3-1.66682099

330400.22222222C42.50007716

360400.22222222C5-1

Calcular y graficar los valores de la posicin del seguidor para movimiento uniforme, armnico, cicloidal y polinomial. Utilizar el mismo tipo de movimiento para las carreras de subida y bajada del seguidor.SuSaSp

0000

30000

60105.854.14

902020.2620.31

1203034.1435.86

150404040

180404040

21033.3337.3238.58

24026.673031.61

2702019.620

30013.33108.4

3306.672.681.42

360000

Calcular y graficar los valores de la velocidad del seguidor para movimiento uniforme, armnico, cicloidal y polinomial.

0000

30001

6036015273.51-125.55

9036021600-224

12036015273.51-125.57

150000

180000

210-240-10800-68.4

240-240-18706.15-176.75

270-240-21600-223.97

300-240-18706.15-176.75

330-240-10800-68.41

360001.055

Calcular y graficar los valores de la aceleracin del seguidor para movimiento uniforme, armnico, cicloidal y polinomial.

0000

300233280001

60016495386.99-729134

9001.42901E-09-179

1200-16495386.99728866

150001.00000005

180001

2100-20202640.62-1080149

2400-11664000-864239

2700-1.42901E-09-269

300011664000863761

330020202640.621079851

360001.000000045

Calcular y graficar los valores del jaln del seguidor para movimiento uniforme, armnico, cicloidal y polinomial.

0000

3000-69990480

600-178150179519378238320

900-2519424000012527907120

1200-178150179519379015920

15000-68435280

18000-69990480

21001259712000010427998320

24002181885186916726947120

27002519424000018826855920

30002181885186916727724720

33001259712000010429553520

36000-67657680

Referencias: Diseo de Maquinaria, Sntesis y anlisis de mquinas y mecanismos. Robert L. Norton. Quinta Edicin. McGraw-Hill, 2012.

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