Mecanismo de leva con seguidor de rodillo

Una leva es un elemento que impulsa, por contacto directo, a otro elemento denominado seguidor de forma que éste ultimo realice un movimiento alternativo concreto. Aunque existen muchos tipos de mecanismos de leva uno de los mas comunes es el mecanismo leva seguidor de rodillo.

Conceptos fundamentales para el diseño de un mecanismo leva seguidor:

• Rodillo: Para evitar el rozamiento que se produciria entre la leva y el seguidor si éstos se contactaran directamente, se introduce entre ambos un rodillo que cambia el tipo de contacto a rodadura pura (en condiciones ideales). El rodillo está articulado al seguidor en su extremo y rueda sobre la leva.


• Punto de trazo: Al incluir el rodillo, el seguidor no contacta directamente con la leva, sino que contacta con el rodillo y éste con la leva. El punto de trazo es el punto del seguidor alrededor del cual gira el rodillo. Es, por tanto, el punto extremo del seguidor que estaria en contacto con la leva si no hubiese rodillo.


• Curva primitiva: Es la curva que definiria el perfil de la leva si no hubiese rodillo. Es, tambien, la curva por la que pasa el punto de trazo al moverse la leva. De hecho, durante el diseño de la leva, partiendo del diagrama de elevación se obtiene la curva primitiva (o primera forma de la leva). Posteriormente, esta curva se reduce en una cantidad igual al radio del rodillo que se desea colocar.


• Circulo primario: Es el menor circulo que se puede dibujar centrado en el centro de rotación de la leva y tocando la curva primitiva. Asi, el circulo primario toca punto de trazo sólo cuando el seguidor se encuentra en la posición más baja posible.

Engranaje

Se denomina engranaje o ruedas dentadas al mecanismo utilizado para transmitir potencia de un componente a otro dentro de una máquina. Los engranajes están formados por dos ruedas dentadas, de las cuales la mayor se denomina 'corona' y la menor 'piñón'. Un engranaje sirve para transmitir movimiento circular mediante contacto de ruedas dentadas. Una de las aplicaciones más importantes de los engranajes es la transmisión del movimiento desde el eje de una fuente de energía, como puede ser un motor de combustión interna o un motor eléctrico, hasta otro eje situado a cierta distancia y que ha de realizar un trabajo. De manera que una de las ruedas está conectada por la fuente de energía y es conocido como engranaje motor y la otra está conectada al eje que debe recibir el movimiento del eje motor y que se denomina engranaje conducido.Si el sistema está compuesto de más de un par de ruedas dentadas, se denomina 'tren.
La principal ventaja que tienen las transmisiones por engranaje respecto de la transmisión por poleas es que no patinan como las poleas, con lo que se obtiene exactitud en la relación de transmisión

• Clasificación de los engranajes

Según como los engranajes interactúen entre sí, se los puede clasificar como:

a) Engranajes de acción directa: formados por dos o más ruedas que engranan entre sí, directamente una con otra.

b) Engranajes de acción indirecta: cuando accionan uno sobre otro a través de un vínculo intermedio o auxiliar. Caso de las bicicletas, donde la rueda de menor diámetro se denomina generalmente piñón.

A su vez, los engranajes de acción directa, según sean las posiciones de sus ejes, pueden presentar los siguientes casos: 1- sus ejes son paralelos; 2- sus ejes se cortan; 3- sus ejes se cruzan; 4- engranajes de rueda y tornillo sinfín.

1- Ruedas de ejes paralelos : se presenta para ruedas cilíndricas que están montadas sobre ejes paralelos, pudiendo presentarse distintos casos.

2- Ruedas cuyos ejes se cortan: este caso se presenta en los engranajes cónicos, los que están construidos de tal modo que si sus ejes se prolongaran, ellos se encontrarán en un punto o vértice común. Sus dientes pueden ser rectos, en arco o en espiral, respondiendo en cada caso a determinadas condiciones de trabajo y trazado.

3- Ruedas cuyos ejes se cruzan en el espacio: son engranajes cilíndricos de dientes helicoidales cuyos ejes se cruzan en el espacio, lo que permite lograr el cambio de dirección de la transmisión del movimiento. Los ejes pueden cruzarse en forma oblicua, formando un ángulo a menor a 90º o en forma perpendicular, donde es a igual a 90º. Estos engranajes son de dientes helicoidales.

4- Engranajes de rueda y tornillo sinfín: se pueden presentar tres casos, según sea el perfil de los dientes y filete que presenta la rueda y el tornillo sinfín respectivamente.

Engranajes homólogos
Dos o más ruedas dentadas son homólogas cuando ellas pueden engranar entre sí. Para ello deben tener igual paso circunferencial pc y por consiguiente, igual módulo M.

Cremallera

La cremallera, es un engranaje de radio infinito, por lo que teóricamente tiene un número infinito de dientes, resultando recto el tramo que engrana con un engranaje común de radio finito, denominado generalmente piñón. Mientras el engranaje cilíndrico gira sobre su eje, la cremallera tiene un movimiento de traslación rectilíneo. Como a medida que crece el número de dientes de un engranaje, el trazado del perfil del diente a evolvente de círculo se vuelve más rectilíneo, en el límite, cuando el radio se hace infinito, como es el caso de la cremallera, este perfil se hace recto.

Permutación
En matemáticas, dado un conjunto finito con todos sus elementos diferentes, llamamos permutación a cada una de las posibles ordenaciones de los elementos de dicho conjunto.
Por ejemplo, en el conjunto {1,2,3}, cada ordenación posible de sus elementos, sin repetirlos, es una permutación. Existe un total de 6 permutaciones para estos elementos: "1,2,3", "1,3,2", "2,1,3", "2,3,1", "3,1,2" y "3,2,1".


Combinacion
Se tiene un conjunto con 6 objetos diferentes {A,B,C,D,E,F}, de los cuales se desea escoger 2 (sin importar el orden de elección). Existen 15 formas de efectuar tal elección:
A,B
A,C
A,D
A,E
A,F
B,C
B,D
B,E
B,F
C,D
C,E
C,F
D,E
D,F
E,F

Manivela: Se define como un eslabón que efectúa una revolución completa y está pivotado a un elemento fijo.

Balancin: Es un eslabón que tiene rotación oscilatoria (de vaivén) y está pivotado a un elemento fijo.

Biela o Acoplador: Se define como un eslabón que tiene movimiento complejo y no está pivotado a un elemento a tierra.

Fijación (Eslabón Fijo): Se define como cualquier eslabón o eslabones que están sujetos en el espacio (sin movimiento) en relación con el marco de referencia.

MOVIMIENTO INTERMITENTE

Es una sucesión de movimientos y detenimientos. Un detenimiento es un lapso en el que el eslabón de salida permanece estacionario, en tanto que el eslabón de entrada continúa moviéndose.

INVERSIÓN

Esta se crea mediante la fijación de un eslabón diferente en la cadena cinemática. Por tanto, hay tantas inversiones de un eslabonamiento dado como eslabones haya.

INVERSIONES ESPECÍFICAS

Estas se designarán a las inversiones que tienen movimientos especificamente diferentes.

Definiciones basicas de fundamentos

- Mecanismo: es una combinacion de cuerpos rigidos o resistentes, dispuestos de tal forma que el movimiento de uno obligue al movimiento de los demas.

- Máquina: Es una combinacion de cuerpos rigidos o resitentes agurpados y conectados del tal modo que tengan entre sí movimientos´relativos determinados y transmitan fuerzas desde la fuente de energia hasta la resistencia a vencer.

- Eslabón: Se define como un cuerpo rigido que tiene dos o mas elementos de enlace, por medio de los cuales puede conectarse a otros cuerpos, con el objeto de transmitir fuerza o movimiento.

- Par cinemático: Se le llaman pares cinematicos a las formas geometricas mediante las cuales se unen dos miembros de un mecanismo de manera que el movimiento relativo entre ambos sea consistente.

- Cadena cinemática: Es un grupo de eslabones conectados entre si mediante pares. Existen varios tipos:

• Cadena bloqueada
• Cadena desmodromica
• Cadena libre

- Ciclo: Se dice que un mecanismo cumple un ciclo cuando al pasar de manera sucesiva por sus infinitas posibles posiciones regresa a su poicion inicial.

- Periodo: Es el tiempo en el cual un mecanismo completa un ciclo.

- Fase: Es cualquiera de las posiciones que puede tomar un elemento de maquina en cualquier intantes durante un ciclo.

- Inversión: Es el cambio de un eslabon fijo por otro, una cadena cinematica da origen a tantos mecanismos diferentes como eslabones tenga, llamandose INVERSIONES DEL MECANISMO a cada uno de ellos.

- Movimiento: Se dice que un cuerpo esta en movimiento cuando cambia su posicion en relacion con otro cuerpo que esta fijo tomado como punto de referncia. Tipos de movimientos:

• Movimiento absoluto
• Movimiento relativo
• Movimiento continuo,intermitente y alternativo
• Movimiento coplanario
• Movimiento de traslacion
• Movimiento de rotacion