1) TERMINOLOGIA DE LEVAS: A continuación se incluye una relación de los términos más

utilizados en relación con los elementos y puesta a punto de la distribución y que se

utilizan ampliamente en los artículos técnicos presentados.

AAA: Avance de la apertura de admisión. Es la medida, en grados de cigüeñal, de la

anticipación respecto al P.M.S en la apertura de la válvula de admisión. Dado que los

valores de velocidad y aceleración de la válvula deben mantenerse dentro de ciertos

límites mecánicos, es necesario que el comienzo de la apertura se produzca APMS para

que la válvula esté completamente abierta en el momento óptimo de llenado del cilindro.

AAE: Avance en la apertura de escape. Es la medida en grados de cigüeñal, de la

anticipación respecto al P.M.I en la apertura de la válvula de escape. Tiene como efecto la

reducción de presión de los gases quemados para obtener una expulsión más completa de

los mismos.

ACELERACIÓN: Función derivada de la velocidad de la leva respecto a la rotación del

cigüeñal. Es una magnitud fundamental desde el punto de vista dinámico del tren de

válvulas. Su menor valor vendrá impuesto por los muelles de válvula y el máximo por

condicionantes de desgaste y presión de contacto.

ACELERAMIENTO: También denominado Jerk. Función derivada de la aceleración respecto

a la rotación del cigüeñal. Es una magnitud ligada a fenómenos de vibración y desgaste en

el tren de válvulas.

ALZADO: Levantamiento de la válvula sobre su asiento. Resulta de restar al alzado bruto la

holgura de válvulas correspondiente.

ALZADO BRUTO: El que se obtiene con holgura cero en el tren de válvulas. En sistemas con

seguidor por balancín, este alzado resulta de multiplicar el alzado de la leva por la relación

de brazos del balancín.

ALZADO DE LEVA: Es la cota desde el centro de rotación de la leva hasta el punto más al

Alejado del perfil.

ÁNGULO CENTRAL DE LÓBULO : Generalmente indicado del inglés L..C.A. Es el punto, en

grados de cigüeñal, en el que la válvula tiene su alzado máximo. La nomenclatura más

común, refiere este valor a º DPMS para la admisión y º APMS para el escape.

ÁNGULO DE SEPARACIÓN DE LÓBULOS: Es la distancia, en grados de árbol de leva, entre

Los puntos de máximo alzado de admisión y escape para el mismo cilindro.

ÁREA DE LÓBULO: Es el valor de la integral de la función de desplazamiento respecto al

ángulo de rotación del cigüeñal. Representa, por tanto, el valor de la superficie encerrada

por esta curva y permite evaluar diferencias entre distribuciones con idéntico alzado y

duración.

ÁREA EFECTIVA: Es el área de paso libre al gas, fruto del área de lóbulo en combinación

con el diámetro y número de válvulas.

ÁRBOL DE LEVAS: También llamado eje de levas. Es el eje sobre el que están mecanizados

los perfiles de leva que transforman el movimiento de rotación en traslación (alzado). En

motores de cuatro tiempos, da una vuelta cada dos de cigüeñal. Su movimiento está

sincronizado respecto al del pistón y determina cuando se abren y cierran las válvulas, su

levantamiento y durante cuánto tiempo.

ASIMÉTRICA: Leva que no es idéntica en las dos caras del lóbulo. Esta asimetría viene

impuesta por una rampa de deceleración y asiento menos agresiva que durante el

levantamiento. En sistemas de actuación con seguidor por balancín, es corriente el uso de

levas geométricamente asimétricas para conseguir un diagrama de apertura y cierre

simétrico.

CALADO: Proceso mediante el cual se establece los puntos de apertura y cierre de las

válvulas con respecto al giro del cigüeñal.

CARBURACIÓN: Proceso de endurecimiento superficial que se obtiene introduciendo la

pieza en una atmósfera con alto contenido en carbono y calentando por encima de su

temperatura de transformación. Una vez absorbida la cantidad de carbono adecuada, se

enfría convenientemente en aceite.

CÍRCULO BASE: Es la porción de la leva, concéntrica a su eje de rotación, donde se realiza

el ajuste de la holgura de válvula.

CRUCE: Situación de la distribución donde las válvulas de admisión y escape está abiertas

simultáneamente. Este momento se produce en los últimos grados de la carrera de escape

y durante el comienzo de la admisión según lo impuesto por el AAA y el RCE. También se

denomina traslapo.

DESMODRÓMICO: Sistema de distribución con cierre de forma en vez de fuerza ( muelle ).

Consiste en que el árbol guíe la válvula durante la apertura y el cierre bien mediante levas

de cierre complementarias a las de apertura o con sistemas especiales. La ausencia de

muelles aumenta la frecuencia natural del sistema y permite una velocidad de operación

más elevada.

DIAGRAMA DE DISTRIBUCIÓN: Es la representación gráfica del proceso de distribución de

un motor detallando los puntos característicos de aperturas y cierres. Los más comunes

son el diagrama circular concéntrico y el lineal de movimiento de válvulas respecto al giro

de cigüeñal.

DIAGRAMAS S-V-A-J: Son los que corresponden a las funciones de desplazamiento y hasta

la tercera derivada, es decir, velocidad, aceleración y aceleramiento.

DURACIÓN: Es la medida, en grados de cigüeñal, de tiempo en que la válvula está

separada de su asiento. Es necesario detallar entre qué valores de levantamiento se mide,

de modo que siempre debe aparecer referida a éste. Por ejemplo: 280º @ 0,2mm, indica

que la duración de la leva es de 280º desde que está separada 0,2 mm de su asiento en la

apertura hasta ese mismo levantamiento en el cierre.

FLANCO: Sector del lóbulo o leva a ambos lados del punto de máximo alzado por los que

se efectúan los movimientos de levantamiento y asentamiento.

FLOTACIÓN DE VÁLVULA: Fenómeno que se produce cuando la aceleración del tren de

válvulas sobrepasa la respuesta de los muelles y provoca una separación entre la leva y el

seguidor.

HOLGURA DE VÁLVULA: Espacio entre el circulo base de la leva y el seguidor necesario

para absorber dilataciones del tren de válvulas.

NITRURACIÓN: Proceso de temple superficial mediante la absorción de nitrógeno. Se

aplica al árbol de levas situándolo en una cámara sellada y se calienta a unos 500º C con

atmósfera de amoníaco. A esta temperatura se produce una reacción química con la

superficie del metal aumentando su dureza superficial hasta una profundidad de unos 0.2

mm. El resultado, además de la dureza, proporciona propiedades lubricantes para el

deslizamiento con otras piezas, de modo que su uso es muy apropiado y extendido para

levas.

OHV: (OverHead Cam). Configuración de distribución en que el árbol de levas está situado

por debajo de las válvulas, necesitando, por lo general, un sistema de varillas y balancines.

OHC: ( OverHead Valve ). Configuración de distribución en que el árbol de levas se coloca

en la culata, en medio de las válvulas, de modo que se hace necesario un sistema de

balancines para accionarlas.

PERFIL: Forma geométrica del lóbulo o leva que determina el movimiento de la válvula

según el sistema de actuación.

RAMPA DE ENLACE: Sector del perfil de la leva entre el círculo base y el flanco que

compensa la holgura de válvula, donde se produce el contacto con el seguidor. Se diseña

de modo que asegure una velocidad y aceleración de contacto moderadas para evitar

vibración y ruido en el rango de temperaturas de operación del motor y tienen una gran

importancia en la entrega de potencia y la fiabilidad del tren de válvulas.

RCA: Retraso en el cierre de admisión. Es la medida en grados de cigüeñal, que la válvula

de admisión retarda su cierre respecto al PMI. Tiene por objetivo aprovechar la inercia de

la columna de gas entrante para mejorar el llenado del cilindro.

RCE: Retraso en el cierre de escape. Es la medida en grados de cigüeñal, que la válvula de

escape retarda su cierre respecto al PMS. Tiene por objetivo una mejor evacuación de los

gases quemados y ayudarse de su inercia par facilitar la entrada de mezcla fresca.

REPERFILAR: Proceso mediante el cual se genera una nueva leva sobre otra ya existente.

Se puede hacer inscribiendo el perfil ( quitando material ) o aportando material y

rectificando posteriormente. En ambos casos es necesario restaurar la dureza superficial.

RETARDAR: Procedimiento en el que se cala la distribución de modo que el cierre

correspondiente se produce después de un valor de referencia.

SIMÉTRICA: Leva cuyo perfil es simétrico respecto al punto de máximo alzado o bien di

TIEMPO-SUPERFICIE DE VÁLVULA: Magnitud que expresa la superficie de paso al flujo que

libera la válvula durante su movimiento y cuánto tiempo permanece abierta a un régimen

dado. Es, por tanto, una representación de la cantidad de aire que puede fluir por el

orificio. La unidad más utilizada es el mm^2.seg.

TIEMPO-SUPERFICIE ESPECÍFICO: Es la relación entre el tiempo-superficie y la capacidad

del cilindro. En unidades de mm^2.seg/Litro.

TREN DE VÁLVULAS: Cadena de piezas móviles que se intercalan desde la leva hasta la

válvula para transmitir el movimiento a ésta.

VELOCIDAD DE ASIENTO: Es la velocidad de la válvula ( distribución ), cuando se aproxima

al asiento durante el cierre. Este parámetro es de gran importancia en el diseño ya que

permite controlar la vibración, el ruido y la vida útil de la válvula. Es corriente aplicar

velocidades de asiento diferentes en la admisión y en el escape debido a la diferencia de

temperatura existente entre ambas zonas.

VELOCIDAD DE LA DISTRIBUCIÓN: Variación, respecto al giro del cigüeñal, de la función

de desplazamiento de la distribución. Su valor máximo está sujeto a limitaciones

mecánicas.

TIPOS DE MOVIMIENTOS DEL SEGUIDOR:

*Según el movimiento propio del seguidor. En este caso, puede hablarse de seguidor

traslacional (también denominado traslatorio, reciprocarte, alternativo o lineal) si éste

describe una trayectoria recta, u oscilatorio silo que hace es oscilar alrededor de un pivote

o centro de giro, describiendo por tanto, un arco de circunferencia.

*Según el movimiento del seguidor en relación con el de la leva. Se habla entonces de leva

radial o axial: en el primero de los casos, el seguidor se mueve de forma perpendicular al

eje de rotación de la leva; si ambas direcciones fuesen paralelas se estaría frente a una

leva de tipo axial.

2) LEY FUNDAMENTAL DEL DISEÑO DE LEVAS: El diseño de una leva depende del tipo de

movimiento que se desea imprimir en el seguidor. Como ejemplos se tienen el árbol de

levas del motor de combustión interna, el programador de lavadoras, etc.

Las ecuaciones que definen el contorno de la leva y por lo tanto el movimiento del

seguidor deben cumplir los Siguientes requisitos, lo que es llamado la ley fundamental del

diseño de levas:

• La ecuación de posición del seguidor debe ser continua durante todo el ciclo.

• La primera y segunda derivadas de la ecuación de posición (velocidad y aceleración)

deben ser continuas.

• La tercera derivada de la ecuación (sobre aceleración o jerk) no necesariamente debe

ser continua, pero sus

Discontinuidades deben ser finitas.

Las condiciones anteriores deben cumplirse para evitar choques o agitaciones innecesarias

del seguidor y la leva, lo

Cual sería perjudicial para la estructura y el sistema en general.

El diseño de una leva depende del tipo de movimiento que se desea imprimir en el

seguidor. Como ejemplos se tienen el árbol de levas del motor de combustión interna, el

programador de lavadoras, etc.

3) CILINDROS RODANTES: En los engranajes de cilindro rodante se utilizan dos cajas

metálicas que son del mismo diámetro, de la misma altura y del mismo peso. Ambos

tienen una masa adicional idéntica (los tornillos) pero repartida de forma diferente: en

uno están cerca del centro y en el otro se encuentran distribuidos por la periferia. Este

último cilindro tiene mayor resistencia a empezar a rodar pues tiene un mayor momento

de inercia. El momento de inercia de un cuerpo es para el movimiento de rotación lo que

la masa es para los movimientos de traslación. Por esta razón, el cilindro de menor

momento de inercia (el que tiene las masas adicionales más cerca del centro) se resiste

menos a empezar a rodar y llega antes.

4) ley fundamental del engranaje: Los engranajes deben diseñarse para que la relación de

velocidades (velocidad angular de una rueda dividida por la velocidad angular de la otra)

sea constante en todo momento ya que de lo contrario aparecerían unas vibraciones

enormes que acortarían drásticamente la vida útil de la transmisión. Para que se cumpla

esta condición, el perfil de los dientes no puede ser cualquiera, sino que debe ser

cuidadosamente diseñado.

Es decir, la relación de transmisión depende de la relación de distancias desde P a cada

una de las articulaciones de 2 y de 3. En conclusión, para que dicha relación de

velocidades (i) no varíe a medida que el contacto progresa, debe cumplirse que el punto

de paso P (intersección de la normal en el punto de contacto y la recta de centros) no

varíe de posición. A esta condición se le conoce como ley fundamental del engrane.

5) NOMENCLATURA DE DIENTES DE ENGRANE: Los dientes de engrane con la

nomenclatura más utilizada. La circunferencia primitiva es una circunferencia intermedia

entre la circunferencia exterior y la de fondo y su importancia provienen de que su

movimiento de los engranes pueden estudiarse como una rodadura sobre ella, en los

engranes normalizados, el espesor del hueco y la anchura del diente sobre la

circunferencia primitiva son iguales. En un par de engranes se llama rueda al de mayor

diámetro y al de menor diámetro piñón.

6) RELACION O CONTACTO: Se emplea para transmitir movimiento o fuerzas entre ejes

paralelos, pueden ser considerados como compuesto por un número infinito de

engranajes rectos de pequeño espesor escalonado, el resultado será que cada diente está

inclinado a lo largo de la cara como una hélice cilíndrica. El contacto en un punto entre

diente acoplado limita la capacidad de transmisión de carga para este tipo de engranes.

7) TIPOS DE ENGRANE:

Engranes rectos: Son engranajes cilíndricos de dientes rectos y van colíndales con el

propio eje de la rueda dentada. Se utilizan en transmisiones de ejes paralelos formando

así lo que se conoce con el nombre de trenes de engranajes. Este hecho hace que sean

unos de los más utilizados, pues no en vano se pueden encontrar en cualquier tipo de

máquina: relojes, juguetes, máquinas herramientas, etc. En un engranaje sencillo, el eje

impulsado gira en sentido opuesto al eje impulsor. Si se desea que ambos ejes giren en el

mismo sentido se introduce una rueda dentada denominada 'rueda loca' entre el

engranaje impulsor o motor y el impulsado.

HELICOIDALES: Los dientes de estos engranajes no son paralelos al eje de la rueda

dentada, sino que se enroscan en torno al eje en forma de hélice. Estos engranajes son

apropiados para grandes cargas porque los dientes engranan formando un ángulo agudo,

en lugar de 90º como en un engranaje recto. A veces se denominan de forma incorrecta

engranajes en espiral los engranajes helicoidales empleados para transmitir rotación entre

ejes no paralelos.

Espina de pescado: Son una combinación de hélice derecha e izquierda. El empuje axial

que absorben los apoyos o cojinetes de los engranajes helicoidales es una desventaja de

ellos y ésta se elimina por la reacción del empuje igual y opuesto de una rama simétrica de

un engrane helicoidal doble.

Un miembro del juego de engranes "espina de pescado" debe ser apto para absorber la

carga axial de tal forma que impida las carga excesivas en el diente provocadas por la

disparidad de las dos mitades del engranaje.

TORNILLOS SIN FIN: En ingeniería mecánica se denomina tornillo sin fin a una disposición

que transmite el movimiento entre ejes que están en ángulo recto. Cada vez que el

tornillo sin fin da una vuelta completa, el engranaje avanza un número de dientes igual al

número de entradas del sinfín. El tornillo sin fin puede ser un mecanismo irreversible o no,

dependiendo del ángulo de la hélice, junto a otros factores.

ENGRANAJE DE TORNILLOS SIN FIN: Se utiliza para transmitir la potencia entre ejes que se

cruzan, casi siempre perpendicularmente entre sí. En un pequeño espacio se pueden

obtener satisfactoriamente relaciones de velocidad comparativamente altas, aunque

quizá a costa del rendimiento en equiparación con otros tipos de engranajes. El contacto

de impacto en el engrane de los engranajes rectos y de otros tipos no existe en los de

tornillo sin fin.

CREMALLERA Y PIÑON: Tiene por finalidad la transformación de un movimiento de

rotación o circular (piñón) en un movimiento rectilíneo (cremallera) o viceversa. Este

mecanismo como su mismo nombre indica está formado por dos elementos componentes

que son el piñón y la cremallera.

El piñón es una rueda dentada normalmente con forma cilíndrica que describe un

movimiento de rotación alrededor de su eje.

La cremallera es una pieza dentada que describe un movimiento rectilíneo en uno u otro

sentido según la rotación del piñón.

ENGRANES CONICOS E HELICOIDALES: Están diseñados para aplicaciones difíciles tales

como los transportadores en la minería, plantas papeleras, extrusoras, coladas continuas

o grúas de puertos. Estos engranajes deben proporcionar un alto nivel de fiabilidad

operativa en condiciones difíciles, como entornos calientes, húmedos y polvorientos, a

velocidad muy baja y con cargas pesadas. El reto consiste en mejorar el rendimiento,

haciendo posible al mismo tiempo una producción modular rentable.

TRANSMICION DE BANDA Y CADENA: Representan los principales tipos de elementos

flexibles por transmisión de potencia. Un motor eléctrico produce la potencia rotatoria,

pero en el caso típico, los motores funcionan los motores funcionan con una velocidad

demasiado grande y entregan un par torsional muy pequeño para que se adapten a la

aplicación final de accionamiento.

La alta velocidad del motor hace que las trasmisiones por banda sean casi ideales para la

primera etapa de reducción. Al eje del motor se le fija una polea pequeña, mientras que se

monta una polea de mayor diámetro en un eje paralelo que funciona a la velocidad menor

correspondiente. Las poleas con bandas también son llamadas poleas acanaladas.

Sin embargo si la transmisión requiere de relaciones de reducción muy grandes, son

preferibles los reductores de engranes, por que físicamente pueden hacer grandes

reducciones en espacio bastante pequeño. En general el eje de salida del reductor de

engranes está a baja velocidad y tiene gran torsión. Si tanto la velocidad como par

torsional son satisfactorios para la aplicación se podría acoplar en forma directa a la

maquina impulsada.

ENGRANES NO CIRCULARES: Tienen aplicación dentro de las actuales exigencias de los

procesos de conformado de metales, ya que se puede definir una función del

desplazamiento del punzón de una prensa en función del tiempo dependiendo de las

características particulares del proceso.

8) TRENES DE ENGRANE SIMPLE: Existe cuando un engrane está unido a una flecha y se

encuentra transmitiendo con otro o más engranes. Como se ve, en trenes de engranajes

simples, la relación de transmisión sólo dependerá de los números de dientes de la

primera y de la última rueda del tren, ya que la velocidad lineal de todas las

circunferencias primitivas es la misma. Por cada rueda que se le añada al tren el único

efecto que produce es el cambio del sentido de rotación de la última rueda.

9) TRENES DE ENGRANE COMPUESTO: Se denominan ruedas compuestas aquellas que se

montan sobre un mismo eje y giran de forma solidaria con este. Por lo tanto, un tren de

engranajes compuesto es aquel en el que aparecen ruedas compuestas. La ventaja que

presentan los trenes compuestos sobre los simples es que se obtienen una reducción de

velocidad mucho mayor con ruedas más pequeñas.

ANEXOS

INTRODUCCIÓN

Uno de los principales problemas de la ingeniería mecánica es la transmisión de

movimiento. Desde épocas muy remotas se han usado cuerdas y elementos fabricados de

madera para solucionar los problemas de transporte, impulsión, elevación y movimiento.

El inventor de los engranajes fue Leonardo da Vinci, quien a su muerte deja sus dibujos y

esquemas de lo que hoy utilizamos a diario. En el siguiente trabajo definiremos la

utilización, funcionamiento de los diseños de levas y trenes de engrane.

CONCLUSIÓN

El engranaje es la solución más simple a la transmisión de movimiento. Como hemos visto

su construcción es compleja pero de fácil entendimiento. Las aplicaciones son variadas y

las utilizamos a diario. Los dibujos y esquemas de da Vinci nos lleva a pensar que la

mecánica no es solo aplicación de conocimientos; también influye la imaginación y la

creación.

PROFESOR: REALIZADO POR:

RONALD LABORI ROMY NAVARRO C.I 22.621.301

ELVIS ROJAS C.I20.537.622

FRANCISCO GOMEZ C.I 20.902.136

SECCION “4A“

PORLAMAR; JULIO DEL 2014