TRƯỜN G ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TPHCM
KHOA CƠ KHÍ – BỘ MÔN THIẾT KẾ MÁY

GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN : PGS.TS- NGUYỄN THANH NAM

LỜI CẢM ƠN
Em tên là Nguyễn Bá Duy sinh viên trường Đại Học Bách Khoa TPHCM. Nay em đã
hoàn tất Luận Văn Tốt Nghiệp và hoàn tất đề tài nghiên cứu chế tạo máy. Đề tài của em
là Thiết Kế Hệ Dẫn Động Máy In Lụa Bán Tự Động. Trong thời gian học tập tại trường
em đã được q thầy cô tận tình chỉ bảo cho em , em chân thành cám ơn quý thầy cô đã
chỉ bảo em nên người và có chuyên ngành về cơ khí. Giờ đây em đã nhận đề tài Tốt
Nghiệp để trở thành kỹ sư. Với kinh nghiệm thấp kém nhưng được sử chỉ dạy tận tình của
thầy em đã hoàn thành đề tài này. Em xin chân thành cảm ơn thầy Nam đã cho em những
ý tưởng thiết kế máy và hết lòng giúp đỡ em. Em cũng rất cảm ơn đến các nhân viên công
ty nơi em thực tập đã có sự trợ giúp hết lòng cho em. Sau khi hoàn thành xong đề tài này
cũng là chặng đường cuối cùng để em tốt nghiệp ra trường và em xin đóng góp sức mình
vào lónh vực chuyên nghành cơ khí để chế tạo , sữa chữa những máy móc thiết bò hữu
dụng để phục vụ cho nhân dân cho tổ quốc.

Sinh viên thực hiện
Nguyễn Bá Duy

Sinh viên thực hiện : Nguyễn Bá Duy

1


TRƯỜN G ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TPHCM
KHOA CƠ KHÍ – BỘ MÔN THIẾT KẾ MÁY

GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN : PGS.TS- NGUYỄN THANH NAM

PHỤ LỤC
LỜI CẢM ƠN ……………………………………………………………………………………………………………….
CHƯƠNG I
TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ IN
1. GIỚI THIỆU VỀ NGÀNH IN
2. THỰC TRẠNG VỀ NGÀNH IN TRONG NƯỚC
3. CÁC DẠNG IN ẤN VÀ IN LỤA
4. GIỚI THIỆU VỀ CÔNG NGHỆ IN LỤA
5. PHÂN TÍCH ĐÁNH GIÁ KINH TẾ KỸ THUẬT MÁY IN LỤA BÁN TỰ ĐỘNG
CHƯƠNG 2
PHÂN TÍCH CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ MÁY IN LỤA BÁN TỰ ĐỘNG
1. PHÂN TÍCH MỤC TIÊU MÁY IN
2. PHÂN TÍCH SƠ ĐỒ ĐỘNG CỦA CÁC LOẠI MÁY IN LỤA BÁN TỰ ĐỘNG
3. CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ MÁY IN LỤA
CHƯƠNG 3
TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ DẪN ĐỘNG CƠ KHÍ
1. TÍNH TOÁN THIẾT KẾ THANH TRUYỀN
2. THIẾT KẾ BỘ PHẬN KÉO MỰC IN
3. TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỘP GIẢM TỐC
4. CHỌN VÀ THIẾT KẾ KHUNG MÁY

Sinh viên thực hiện : Nguyễn Bá Duy

2


TRƯỜN G ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TPHCM
KHOA CƠ KHÍ – BỘ MÔN THIẾT KẾ MÁY


GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN : PGS.TS- NGUYỄN THANH NAM

CHƯƠNG 4
VẬN HÀNH VÀ BẢO TRÌ MÁY
1. VẬN HÀNH MÁY
2. BẢO TRÌ MÁY

Sinh viên thực hiện : Nguyễn Bá Duy

3


TRƯỜN G ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TPHCM
KHOA CƠ KHÍ – BỘ MÔN THIẾT KẾ MÁY

GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN : PGS.TS- NGUYỄN THANH NAM

CHƯƠNG 1
TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ IN
1. GIỚI THIỆU VỀ NGÀNH IN
Trong những thông tin đại chúng hiện nay, ngoài thông tin liên lạc bằng máy tính, điện
thoại, thư tín , điện tín vv… thông tin báo chí cũng là phần quan trọng không thể thiều trong
xã hội.
Ngành in giúp chúng ta ghi lại những dữ liệu để lưu trữ. Ghi được dữ liệu thông tin một
cách nhanh chóng , nhiều. Điều đáng nói ở đây là về số lượng và chất lượng ,trang chữ ,
hình ảnh , màu sắc …
Báo chí hay hình ảnh được mang đến tận tay tần người với một trang chữ in như nhau và
màu sắc như nhau là được gia công bởi ngành in .Sách , tập , các phần thuộc về dữ liệu
lưu trữ kiến thức cơ bản đến nâng cao , những vấn đề đó vẫn được lưu lại theo phong cách
cổ điển là lưu trữ trên giấy . Vì cách nay xem như một cách thông tin qua được nhiều thế

hệ và rẻ nhất . Những việc như vậy đều phải đi qua giai đoạn in ấn .Điều này cho ta thấy
ngành in là một ngành rất cần thiết cho xã hội cho đời sống.
2. THỰC TRẠNG VỀ NGÀNH IN TRONG NƯỚC.
Ngành in trong nước ta hiện còn phụ thuộc rất nhiều vào các thiết bò máy móc của nước
ngoài .Các máy móc thiết bò in ấn đa số là thiết bò ngoại nhập , nhìn chung cơ sở vật chất
mang tính đa chất năng , kỹ thuật chưa có chuyên môn. Các doanh nghiệp vừa và nhỏ còn
phụ thuộc rất lớn vào các thiết bò đa phần chưa được hệ thống hóa bằng các sản phẩm cơ
khí trong nước , làm cho các khoảng chi phí in bò chi phối vào vốn đầu tư nước ngoài.

Sinh viên thực hiện : Nguyễn Bá Duy

4


TRƯỜN G ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TPHCM
KHOA CƠ KHÍ – BỘ MÔN THIẾT KẾ MÁY

GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN : PGS.TS- NGUYỄN THANH NAM

Các nhà đầu tư ngành in mang quy mô lớn thì hầu như phụ thuộc hoàn toàn vào thiết bò
ngoại nhập. Các máy móc trong nước hầu như không có độ tin cậy cao , không phù hợp
để đáp ứng thời gian và cũng như giá trò ổn đònh về sản xuất in ấn vừa nhanh vừa đẹp như
máy móc ngoại nhập .
Cho đến nay cùng với sự pháp triển của ngành công nghệ kỹ thuật số hàng loạt các máy
in tiên tiến ra đời phục vụ kòp thời cho công việc in ấn , nhưng chủ yếu là các máy móc
nhập từ nước ngoài , giá thành tương đối cao , do đó giá thành in ấn cao.
Để góp phần tốt cho vai trò quan trọng của ngà nh in trong nứơc chúng ta phải tập trung
giải quyết một số vấn đề đặt ra trong tương lai là :
 Đổi mới thiết bò , cải tiến kỹ thuật , mở rộng và hiện đại hoá các thíêt bò trong
nước.

 Cải tiến các máy móc có giá trò kinh tế lớn và cải tiến các quá trình kỹ thuật in.
 Đào tạo bồi dưỡng đội ngũ cán bộ kỹ thuật , đầu tư và mua công nghệ cao
nhằm đáp ứng nhu cầu cấp thiết kỹ thuật in trong nước .
Mục đích là làm giảm chi phí trong ngành in trong nước nói chung , cũng như mang lại giá
trò lợi nhuận cho nền kinh tế nước nhà.
3. CÁC DẠNG IN ẤN VÀ IN LỤA
Trong nhiều thập kỷ qua , từ chiếc máy in đầu tiên ra đời đến nay cơ chế in vẫn
không thay đổi. Đó là phải chế tạo được một bảng in mẫu rồi từ bản mẫu đó được sao
chép nhiếu lần , ta sẽ được các bản in giống nhau. Phần thể hiện cơ bản là mực in và
phần phôi gia công là giấy hoặc các nguyên liệu khác.
Từ các dạng cơ bản nhất là Mộc đến các dạng in phức tạp nhất là bằng tia Laze.

Sinh viên thực hiện : Nguyễn Bá Duy

5


TRƯỜN G ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TPHCM
KHOA CƠ KHÍ – BỘ MÔN THIẾT KẾ MÁY

GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN : PGS.TS- NGUYỄN THANH NAM

 Con mộc : là dạng in cơ bản , nhưng khâu chế bản rất tốn kém về công sức của
người thợ gia công. Hiện nay người ta dùng nó ở dạng cơ bản và qui mô nhỏ ,
nó dùng để lưu các ký hiệu , các bút tích riêng do một người hay một công ty
độc quyền về nó.
 In roneo : là dạng in phỏng theo mô hình con Mộc cổ điển , nhưng các chữ in
được gia công sẵn bằng kẽm và được xắp xếp theo dạng âm bản trên một tấm
lưới , sau đó được cuốn tròn theo thân trụ. Đó được gọi là bản kẽm , tấm bản
này được thao mực và lăn trên giấy hoặc kính tạo ra các bản in. Phương pháp

này được sử dụng thời gian khá dài (khoảng 40 năm hơn ) . Nó có nhược điểm
là không in được các tranh ảnh có độ phân giải cao và các hình thù phức tạp
như bản đồ , các đường cong vật lý …
 In offset : Đây là loại in thông dụng nhất hiện nay vì nó cho độ phân giải cao
nhất hiện nay , màu sắc và chất lượng rất đẹp. Khâu chế bản in đơn giản và in
được nhiều sản phẩm do dễ dàng tự động hoá . Tuy nhiên các máy công cụ
tham gia vào việc chế bảng thì rất tốn kém và bảo trì cao vì ưu tính của loại in
này và nhu cấu bức thiết của nó nhà in phải có sức đầu tư lớn .Một sự hỏng hóc
nhỏ trong quá trình in có thể gây nhiều tổn thất lớn liên quan kéo theo như hụt
vốn đầu tư hoặc truy cập thông tin cho sách học sinh, sinh viên chậm trễ…
 In lụa : Là loại in theo công nghệ thủ công , loại này rất thông dụng cho đường
nét sắc sảo , độ phân giải kém hơn so với in offset . Nhưng nói về phương pháp
và công nghệ in thì in lụa rẻ hơn nhiều in offset . Khâu chế bản đơn giản vàrẻ
tiền , nhưng nói về tính công nghệ vẫn không bằng in offset ,khó tự động hoá
trên máy móc .Trong in lụa bản in có thể chế tạo lại nhiều lần mà không cần
thay đổi lụa đây là điểm lợi nhất trong in lụa . Máy móc công cụ in lụa ít tốn
kém hơn in offset . Trong in lụa có loại in ru ban là loại in trên băng vải , loại
này có thể tự động hoá dễ dàng vì nó có loại phôi dài . Ngoài ra in lụa có thể in

Sinh viên thực hiện : Nguyễn Bá Duy

6


TRƯỜN G ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TPHCM
KHOA CƠ KHÍ – BỘ MÔN THIẾT KẾ MÁY

GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN : PGS.TS- NGUYỄN THANH NAM

trên các loại phôi cứng như thùng cactong , vỏ hộp các loại , kính xe …So với in

offset thì không làm được.
4.GIỚI THIỆU VỀ CÔNG NGHỆ IN
4.1 Các công cụ của ngành in lụa


Khung lụa có khuông khổ nhất đònh và hợp lí



Cọ quét mực



Bàn in (bằng gương là tốt nhất , có khớp bản lề có độ ổn đònh cao , để không

gây sai số khi in )


Các loại hoá chất thích hợp như xăng , dầu , keo in (dùng để chế bản in) , xà

bông , dung môi và các loại dầu có hoạt tính cao , thường được gọi là dầu Ong Già
là dầu rất cần thiết cho in lụa.


Đèn chụp bản.



Phim in (là loại bản in mẫu).




Vật nặng > 5 kg (dùng để ép khung lụa trong quá trình chụp bản ).



Các loại mi ca mỏng dùng để đònh vò kính trong quá trình in.



Băng keo.



Và các loại dụng cụ thủ công khác như dao , kéo …

4.2 Công nghệ chế bản in.


Trước hết là khung lụa phải sạch .



Keo in được tráng trên mặt lụa và được sấy khô. Sau đó khung lụa được đặt

trên phim in và cả hai được đặt trên đèn chụp bảng. Cả hệ bây giờ phải được để
thật in tónh và dằn vật nặng để ép lụa thật sát vào kính đèn chụp.


Tùy theo tính công nghệ mà người chụp bản in sẽ có thời gian chụp thích hợp.




Sau khi chụp xong khung lụa được mang đi rửa bằng nước thường. Các chữ in

sẽ tan theo nước để lại là lụa trắng. Những phần không có chữ thì keo không tan và
để lại trên khung lụa bản in.
Sinh viên thực hiện : Nguyễn Bá Duy

7


TRƯỜN G ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TPHCM
KHOA CƠ KHÍ – BỘ MÔN THIẾT KẾ MÁY

GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN : PGS.TS- NGUYỄN THANH NAM



Bản in sẽ được sấy khô (có phần sửa bản)



Khi đã chuẩn bò xong bản in người in sẽ chuẩn bò khâu còn lại như mực và kính.



Bàn in sẽ được kẹp chặt trên khớp bản lề của bàn in ,phôi được để trên bàn in

đúng vò trí đònh vò.



Mực in được đổ vào khung in với lượng vừa và đủ.



Khâu in gồm người cấp phôi liệu.



Quá trình in có các công đoạn liên tục nhất đònh :quét mực – mở khung ( nhờ

khớp bản lề ) lấy sản phẩm ra – đưa sản phẩm chưa in vào .
4.3 Phân loại các hình thức in lụa.
Phương tiện chính của công nghệ là khuôn in. Ngoài ra còn có : bàn in , cọ quét mực , các
công cụ để chế hồ và xử lý sản phẩm sau khi in.
Theo cách thức sử dụng khuôn in , in lụa chia ra thành các loại sau:


In lụa trên bàn in thủ công.



In lụa trên bàn in bàn tự động.



In lụa điều khiển tự động.

5.PHÂN TÍCH ĐÁNH GIÁ KINH TẾ KỸ THUẬT MÁY IN LỤA BÁN TỰ

ĐỘNG.
Trong gia công thủ công:
Để đạt được năng suất công việc gồm một nhân công, làm việc một ca, năng suất cho 43
sản phẩm trong một phút đó là đối với những người làm quen với nghề còn đối với những
người mới vào nghề thì công việc càng lâu hơn.
Giữa in thủ công và in bằng máy thì in thủ công có lợ i điểm là người in sẽ kiểm soát liên
tục quá trình in các sai sót do mòn cọ quét mực , bề mặt sản phẩm chày sướt , bản in hỏng
thì sẽ dễ dàng phát hiện và sữa kòp thời. In trên máy thì các công việc trên khó khăn hơn
Sinh viên thực hiện : Nguyễn Bá Duy

8


TRƯỜN G ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TPHCM
KHOA CƠ KHÍ – BỘ MÔN THIẾT KẾ MÁY

GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN : PGS.TS- NGUYỄN THANH NAM

vì phải ngưng máy và sau khi sữa xong phải gá đặt đònh vò trí khung lụa. Tuy vậy in trên
máy thì liên tục không có thời gian nghỉ nều không có sai sót và chất lượng bề mặt sản
phẩm đồng đều hơn , không mất quá nhiều sức lao động , không làm người lao động bò ức
chế công việc. Người đứng máy in thì không cần biết nhiều về in. Điều này có lợi về mọi
mặt kinh tế.
Trong in thủ công và in trên máy các lợi điểm trước hết là giảm được nhân công lao động.
Ta thử so sánh việc in thủ công và in máy bán tự động thì thấy rằng:


In thủ công có năng suất thấp




In bán tự động có năng suất cao.

Ngoài ra trong in thủ công và in trong in bán tự động việc trả lương cho cô ng nhân cũng
khác biệt giữa lương công nhân lành nghề và công nhân chưa cứng tay nghề.
In tự động phải chòu chi phí điện năng nhưng chi phí này không đáng kể khi so giá thành
phải trả lương cho công nhân với chi phí điện năn g. Đặc biệt là in lụa bán tự động sẽ thu
được năng suất rất cao so với in thủ công.
KẾT LUẬN:
In lụa là dạng in thủ công , tất cả các công đoạn in đều đòi hỏi tay nghề của công nhân
phải có kinh nghiệm và điêu luyện. Nhưng tất cả các công đoạn gia công đều rất rẻ tiền
nên tồn tại được đến ngày nay. Vậy nếu có máy in bán tự động thì sẽ lợi điểm về công
nhân cũng như giá trò ổn đònh về chất lượng sản phẩm in. Còn hơn thế nữa nếu máy in
được tự động hoá sẽ giảm được nhiều chi phí về nhân công cũng như có thêm lợi điểm về
kinh tế. Người nhân công sẽ không bò áp lực về công việc do liên tục làm một động tác
trong nhiều giờ liền.
Do đó máy in lụa bán tự động là một sản phẩm kỹ thuật có giá trò kinh tế, cần có trong kỹ
thuật in để có được giá trò lợi nhuận cao. Các bề mặt sản phẩm có chất lượng đồng đều
Sinh viên thực hiện : Nguyễn Bá Duy

9


TRƯỜN G ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TPHCM
KHOA CƠ KHÍ – BỘ MÔN THIẾT KẾ MÁY

GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN : PGS.TS- NGUYỄN THANH NAM

hơn. Người thợ điều khiển máy in không cần có tay nghề in lụa cao. Giảm thấp các chi phí
về nhân công, và có lợi về kinh tế trong ngành in.


Sinh viên thực hiện : Nguyễn Bá Duy

10


TRƯỜN G ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TPHCM
KHOA CƠ KHÍ – BỘ MÔN THIẾT KẾ MÁY

GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN : PGS.TS- NGUYỄN THANH NAM

CHƯƠNG2
PHÂN TÍCH , CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ MÁY IN LỤA BÁN TỰ ĐỘNG
2. PHÂN TÍCH MỤC TIÊU MÁY IN.
Máy in là sản phẩm cần thiết cho nhu cầu kỹ thuật in ấn. Máy in có nhiều loại và rất đa
dạng về cơ cấu. Hiện nay máy in lụa đã được sản xuất và bán trên thò trường, có nhiều
loại máy khác nhau. Các loại máy in lụa được bán trên thò trường là các máy in lụa tự
động. Có nghiã là máy sẽ thay thế công nhân làm mọi việc từ khâu cấp liệu cho đến khi
ra sản phẩm nhưng chi phí sản xuất ra máy in này khácao nên không thích hợp cho ngành
in nước ta vì thế ta nên chế tạo ra máy in lụa bán tự động để đáp ứng nhu cầu cần thiết
cho kỹ thuật in lụa trong nước.
3.PHÂN TÍCH SƠ ĐỒ ĐỘNG CỦA CÁC LOẠI MÁY IN LỤA BÁN TỰ ĐỘNG.
Hiện nay máy in lụa bán tự động có nguyên lý được phỏng theo quy trình thủ công. Các
hệ thống đáp ứng các khâu động của máy đa dạng bao gồm hệ thống điện , khí nén , các
máy in khổ lớn có khi thêm hệ thống thủy lực …
Các máy hiện nay đa số được sản suất ở Trung Quốc , ĐL , Hàn Quốc… có các nguyên lý
giống nhau. Và cũng chỉ là máy in lụa bán tự động.

Sinh viên thực hiện : Nguyễn Bá Duy


11


TRƯỜN G ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TPHCM
KHOA CƠ KHÍ – BỘ MÔN THIẾT KẾ MÁY

GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN : PGS.TS- NGUYỄN THANH NAM

Sơ đồ động , phương án thứ nhất:

Hình 2.a:
1 bàn xoay , 2 khung lụa , 3 xi lanh nén cọ quét mực , 4 xi lanh khí nén tác động kéo mực ,
5 tay đòn tác động nâng – hạ khung in , 6 khớp nối , 7 hộp giảm tốc , 8 động cơ , 9 thân
máy.
Tác dụng của các cơ cấu công tác:
1: bàn xoay dùng để cấp liệu cho hệ thống in. có chuyển động xoay tròn dùng để cấp phôi
liệu cho quá trình in. Bàn xoay có chuyển động đơn giản nhưng phải chính xác để loại bỏ
sai số khi in. Bàn xoay có kết cấu lớn phải đáp ứng kòp thời nên cần một công suất đủ lớn
và phải được điều khiển chính xác.
2 : Khung lụa in được gắn dính khung máy qua một bản lề có thể nâng hạ xuống khi phôi
kính được đưara đưavào , khung in phải đúng khổ.
3 , 4 : xi lanh nén khí , dùng để tạo chuyển động tònh tiến của cọ quét mự c theo phương
nhấn lụa và theo phương kép mực. Yêu cầu chuyển động kòp thời và đáp ứng nhanh.
Phương án này có cơ cấu cồng kềnh và phải phụ thuộc vào một hệ thống khí nén cho
riêng máy làm giảm hiệu suất điện năng máy công tác phải qua nhiều công đoạn biến đổi
và điều khiển năng lượng.
Sinh viên thực hiện : Nguyễn Bá Duy

12



TRƯỜN G ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TPHCM
KHOA CƠ KHÍ – BỘ MÔN THIẾT KẾ MÁY

GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN : PGS.TS- NGUYỄN THANH NAM

Sơ đồ động phương án hai :

Hình 2.b:
Hoạt động :
1: Bàn xoay dùng để cấp phôi liệu có chuyển động xoay tròn , công suất đủ lớn và phải
được điều khiển chính xác.
2: Khung lụa được gắn dính thân máy qua một bản lề có thể nâng lên hạ xuống khi phôi
liệu được đưa vào và đưa ra.
3 , 4 : xi lanh khí nén , dùng để tạo chuyển động tònh tiến của cọ quét mực theo phưong
nhấn lụa và theo phương kéo mực. Yêu cầu chuyển động kòp thời và đáp ứng nhanh.
5 : cánh tay đòn dưới tác dụng của động cơ nâng hạ hệ thống xa in .
Hoạt Động :
Nhìn sơ đồ động ta thấy các chuyển động in là chuyển động rời rạc . Được điều khiển
bằng hệ thống cơ điện.
S1 là chuyển động xoay bàn
S2 là chuyển động hạ khung và nâng khung in
Sinh viên thực hiện : Nguyễn Bá Duy

13


TRƯỜN G ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TPHCM
KHOA CƠ KHÍ – BỘ MÔN THIẾT KẾ MÁY


GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN : PGS.TS- NGUYỄN THANH NAM

S3 là chuyển động lên xuống cọ quét mực
S4 là chuyển động quét mực in
Các hành trình máy in lụa bán tự động là những động tác cần có công suất lớn , các kết
cấu có dạng cồng kềnh. Để đạt năng suất in đặt ra máy phải có sự chuyển động nhanh các
cơ cấu và chính xác nhưng trong trường hợp này các cơ cấu chuyển động riêng rẽ qua các
động cơ khác nhau nên khó đạt được sự đồng nhất.
Sơ đồ động phương án thứ ba:

11

8
7
6
5
12

1 2
3

4

Hình 2.c:
1 Động cơ, 2 khớp , 3 hộp giảm tốc, 4 cánh tay đòn nâng hạkhung in, 5 khung máy , 6
khung lụa, 7 cánh tay đòn L3 , 8 con trượt, 9 cánh tay đòn L2, 10 cánh tay đòn L1, 11 động
cơ kéo lụa, 12 bàn xoay.
Hoạt động : Động cơ 1 sẽ truyền chuyển động thông qua hộp giảm tốc 3 sẽ hạ số vòng
quay xuống và tải sẽ ra là hai đầu , đầu một sẽ tác động vào cánh tay đòn 4 làm cho cơ
chế khung in sẽ nâng lên hạ xuống theo chu kỳ,đầu hai sẽ truyền chuyển động vào bàn

xoay 12 làm bàn xoay.

Sinh viên thực hiện : Nguyễn Bá Duy

14


TRƯỜN G ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TPHCM
KHOA CƠ KHÍ – BỘ MÔN THIẾT KẾ MÁY

GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN : PGS.TS- NGUYỄN THANH NAM

Qua phân tích các phương án sau ta chọn phương án 3 để thiết kế vì cơ cấu này thích với
yêu cầu đặt ra đó là các cơ cấu phải chuyển động nhòp nhàn và ăn khớp với nhau.

Sinh viên thực hiện : Nguyễn Bá Duy

15


TRƯỜN G ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TPHCM
KHOA CƠ KHÍ – BỘ MÔN THIẾT KẾ MÁY

GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN : PGS.TS- NGUYỄN THANH NAM

CHƯƠNG 3
TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ DẪN ĐỘNG CƠ KHÍ
1. TÍNH TOÁN THIẾT KẾ THANH TRUYỀN.
A. Trạng thái làm việc của thanh truyền và vật liệu chế tạo:
Thanh truyền là chi tiết nối động cơ thông qua các khớp nối có tác dụng là cánh

tay đòn. Nó có tác dụng truyền lực tạo ra chuyển động xoay tròn của các cánh tay đòn.
Khi động cơ làm việc thanh truyền chòu tác dụng của các lực sau :
Lực khí thể.
Lực quán tính chuyển động xoay tròn của động cơ.
Lực quán tính của thanh truyền.
Đầu nhỏ thanh truyền bò biến dạng dưới tác dụng của lực quán tính do các cánh tay
đòn tác dụng thông qua khớp nối.
Đầu to thanh truyền chòu tác dụng của lực quán tính của động cơ truyền động
Thân thanh truyền chòu tác dụng của lực khí thể và chòu uốn trong mặt phẳng lắc
của thanh truyền dưới tác dụng của lực quán tính.
Khi động cơ hoạt động lực khí thể và lực quán tính thay đổi theo chu kỳ cả về trò
số và hướng. Do đó tải trọng tác dụng trên thanh truyền là tải trọng thay đổi và có tính
chất va đập . Trong những động cơ tốc độ cao , lực quán tính khá lớn nên tải va đậ p rất
mạnh vì vậy khi thiết kế nên lưu y chọn kích thước và vật liệu chế tạo hợp lý.
Với việc thiết kế máy in lụa bán tự động có công suất không lớn động cơ chuyền
động có số vòng quay nhỏ nên ta chọn vật liệu chế tạo thanh truyền là thép cacbon được
dùng rất nhiều , giá thành lại không cao..
Sinh viên thực hiện : Nguyễn Bá Duy

16


TRƯỜN G ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TPHCM
KHOA CƠ KHÍ – BỘ MÔN THIẾT KẾ MÁY

GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN : PGS.TS- NGUYỄN THANH NAM

B. Thanh truyền:

Hình 3.1.a

Giới thiệu
Kết cấu của thanh truyền gồm ba phần:


Đầu nhỏ thanh truyền: đầu lắp ghép thanh truyền với trục khuỷu hoặc cánh
tay đòn



Đầu to thanh truyền : đầu lắp ghép thanh truyền với trục ra của hộp giảm tốc



Thân thanh truyền : phần thanh truyền nối đầu nhỏ với đầu to.

B.1) Đầu nhỏ thanh truyền:
 Kết cấu đầu nhỏ thanh truyền phụ thuộc vào kích thước và phương pháp ghép
khớp với đầu nhỏ .
 Đầu nhỏ thanh truyền có dạng hình trụ rỗng.
 Lắp ghép các thanh truyền thông qua bulông đòi hỏi phải chú ý bôi trơn để
tránh ma sát
Tương ứng với các chi tiét cánh tay đòn được thiết kế cho bộ phận kéo lụa ta có các thông
số về đầu nhỏ thanh truyền chọn:
 Tay quay L1 có :
Đường kính lỗ d=11mm
Sinh viên thực hiện : Nguyễn Bá Duy

17



TRƯỜN G ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TPHCM
KHOA CƠ KHÍ – BỘ MÔN THIẾT KẾ MÁY

GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN : PGS.TS- NGUYỄN THANH NAM

Đường kính ngoài D= 28
 Tay quay nâng hạ khung in có: Đường kính lỗ d =14 mm
Đường kính ngoài D = 60mm
B.2)Đầu to thanh truyền:

 Bán kính trong của đầu to thanh truyền phụ thuộc vào đường kính trục ra
của động cơ.

 Chỗ chuyển tiếp giữa thân và đầu to phải có góc lượn lớn để giảm ứng suất
tập trung.

 Dễ lắp ghép với trục động cơ thông qua ren.
Đối với thanh truyền được gia công cơ khí mặt ngoài có :

d1
= 1.5-2
d2
với d1 , d2 là đường kính ngoài và đường kính trong của đầu to thanh
truyền. Ta có :


Tay quay L1

Với d1=16 mm
d2 =16 . 1,75 =28 mm

Chiều dầy nhỏ nhất của thanh truyền thông thường không được nhỏ
hơn 4mm.


Tay quay nâng hạ khung in:

Với d1 = 30mm
Sinh viên thực hiện : Nguyễn Bá Duy

18


TRƯỜN G ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TPHCM
KHOA CƠ KHÍ – BỘ MÔN THIẾT KẾ MÁY

GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN : PGS.TS- NGUYỄN THANH NAM

 d2 =30 . 2 = 60 mm
B.3)Thân thanh truyền:
Chiều dài l của thanh truyền ( khoảng cách giữa tâm đầu nhỏ và tâm đầu to ) phụ thuộc
vào thông số kết cấu  :
=

R
l

chọn thông số kết cấu:
Thông số kết cấu  là tỷ số của bán kính ngoài đầu to của trục khuỷu so với chiều dài của
thanh truyền, vì vậy thông số này ảnh hưởng rất nhiều đến chiều cao và trọng lượng của
động cơ. Động cơ có hệ số  lớn dùng thanh truyền ngắn. Trò số của động cơ có công suất

nhỏ thường nằm trong phạm vi 0,05 – 0,29 do đó chọn  = 0,25
 Chiều dài tay quay L1
L1 =

R 28
=
=180 mm
 0.25

 Chiều dài tay quay nâng hạ khung in
L2 =

R 60
=
=191 mm
 0.25

Kiểm nghiệm độ bền của tay quay L1 và tay quay nâng hạ khung in
Tay quay L1 :
Để khảo sát tay đòn L1 ta xét mặt tiết diện đầu nhỏ thanh truyền như
hình :

Sinh viên thực hiện : Nguyễn Bá Duy

19


TRƯỜN G ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TPHCM
KHOA CƠ KHÍ – BỘ MÔN THIẾT KẾ MÁY


GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN : PGS.TS- NGUYỄN THANH NAM

12mm

28mm

Y

M

X

X

Z

bh 3 10.28 3

 2812 .5mm4
Ta có Jx = 12
12

= 2812.5 .10-8 m4
ứng suất lớn nhất ở mặt cắt :
max =

M x 10454,425

Wx
Wx


 max=

M x max 10454,425
. yk 
.14
Jx
2812,5
10 3
=27,88 2  2.788 KN/cm2 <[]=16KN/cm2 (tiêu
10

chuẩn của thép)
vậy tay quay L1 thoả điều kiện cho phép .
Tay quay nâng hạ khung in:
Xét mặt tiết diện đầu nhỏ thanh truyền như sau:
Sinh viên thực hiện : Nguyễn Bá Duy

20


TRƯỜN G ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TPHCM
KHOA CƠ KHÍ – BỘ MÔN THIẾT KẾ MÁY

GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN : PGS.TS- NGUYỄN THANH NAM

10mm

40mm


Y

M

X

X

Z

Ta có Jx =

bh3 10 .403

 53333mm4
12
12
ứng suất lớn nhất ở mặt cắt :
max =

M x 10454,425

Wx
Wx

 max=

M x max 21241,77
. yk 
.70

Jx
53333
=27,88

10 3
 2.788 KN/cm2 < []=16KN/cm2 (tiêu chuẩn
2
10

của thép )
vậy tay quay thoả điều kiện cho phép .
2 .THIẾT KẾ BỘ PHẬN KÉO MỰC IN:
2.1 Động lực cho cơ cấu tay quay con trượt:
Hệ động lực này là một hệ động lực có sẵn được chế tạo tại Nhật Bản. Hệ gồm
một động cơ 220V- 25W và một hộp giảm tốc 3 cấp bánh răng thẳng. Hệ này được thiết
Sinh viên thực hiện : Nguyễn Bá Duy

21


TRƯỜN G ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TPHCM
KHOA CƠ KHÍ – BỘ MÔN THIẾT KẾ MÁY

GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN : PGS.TS- NGUYỄN THANH NAM

kế nhỏ gọn và hiệu quả , cho động lực mạnh và thích hợp với yêu cầu khi cần sử dụng một
vận tốc cấp chậm và công suất vừa phải. Khi sử dụng ta chỉ cần chừa trống một khoảng
không gian trên máy ta thiết kế khoảng 2001010 cm là có thể sử dụng được động lực
này. Loại động lực này được thiết kế với nhiều loại giảm tốc khác nhau , cho vận tốc trên
trục chính tùy loại nhanh hay chậm. Khi bò hỏng ta chỉ việc thay thế nguyên cụm không

sửa chữa. Các thông số kỹ thuật không theo tiêu chuẩn Việt Nam. Nhưng loại động cơ này
được bán rộng rãi trên thò trường trong và ngoài nước , là một cụm giá thành rẻ dễ sử dụng
và thay thế. Nên việc thiết kế động lực cho máy dễ dàng hơn.
Trong máy in lụa nói trên ta chỉ việc thiết kế các cơ cấu chấp hành là tay quay con
trượt và tính lực cần thiết để hoạt động cơ cấu, sau đó chọn hệ động cơ như trên với động
lực tương thích

Loại động lực ta chọn có các thông số sau:
Trục

Động cơ

1

2

3

Côngsuất (KW)

0,025

0,0245

0,024

0,02353

Tỉ số truyền u
Số vòng quay

MomenT(Nmm)

4,4

1,71

4,33

1400

318,2

186,1

43

170,54

735,3

1231,6

5225,5

Động cơ này có 3 cấp giảm tốc bánh răng thẳ ng, sử dụng động cơ một pha có tụ
điện hoá 6μf. Công suất tiêu thụ điện là 16 w. Trục động lực có  16 , khối lượng động cơ
là 2 kg. Có thành phần phát xung điện dùng để thông báo số vòng quay , nhưng trong bộ
phận in ta không sử dụng hệ thống phát xung này.

Sinh viên thực hiện : Nguyễn Bá Duy


22


TRƯỜN G ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TPHCM
KHOA CƠ KHÍ – BỘ MÔN THIẾT KẾ MÁY

GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN : PGS.TS- NGUYỄN THANH NAM

2.2 Trang thái làm việc:






Hình 3.2 .a
Các góc hợp bởi các tay đòn với phương ngang và phương đứng:
 :

gocù tạo bởi phương ngang và tay quay L1

 :

góc hợp bởi phương ngang và thanh truyền L2

 :

góc hợp bởi phương đứng và cọ mực L3


 :

góc hợp bởi phương ngang và trục dẫn hướng.

L1:

là tay quay OA

: 180 mm

L2:

là thanh truyền AB

:

L3:

là đoạn BC

: 70 mm

L4:

là chiều cao cọ mực :

390 mm

89mm


Sinh viên thực hiện : Nguyễn Bá Duy

23


TRƯỜN G ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TPHCM
KHOA CƠ KHÍ – BỘ MÔN THIẾT KẾ MÁY

GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN : PGS.TS- NGUYỄN THANH NAM

D:

là hành trình con trượt : 492 mm

e :

là khoảng lệch tâm

: 215 mm

h :khoảng lệch tâm khớp bản lề cọ mực và trục dẫn hướng: 20mm
 Để phân tích chuyển động cơ cấu ta phân tích tại các điểm chết của con trượt vì
thời điểm hai này là hai thời điểm có hợp lực lớn nhất. Tại đó được chia ra làm các
chuyển động thành phần. Có 6 chuyển động thành phần như hình:
 Trong 6 chuyển động tay quay OA xoay toàn vòng (hình 2.2 a). Các vò trí lợi về
lực là đoạn con trượt chạy về ứng với thời gian kéo mực in. Các vò trí còn lại là thời
điểm con trượt chạy không. Nên cơ cấu đáp ứng được các thành phần lợi về lực.

Sinh viên thực hiện : Nguyễn Bá Duy


24


TRƯỜN G ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TPHCM
KHOA CƠ KHÍ – BỘ MÔN THIẾT KẾ MÁY

VI.

V.

III.

GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN : PGS.TS- NGUYỄN THANH NAM

IV.

II.

I.

Tại đầu thanh trượt một lo xo tạo một lực nén tại đầu thanh. Chuyển động lật mặt cọ là
chuyển động tự lựa của cơ hệ. Lực lò xo nén taiï đầu thanh mục đích là khi lật mặt có vò trí
cao nhất do bán kính thẳng đứng, lúc đó áp lực lên thanh trượt là lớn nhất. ng với hai vò
trí điểm chết trên và điểm chết dưới. Tại điểm chết dưới có áp lực lón hơn.
Ta thấy 6 chuyển động cơ bản của cơ cấu trên, có thời điểm thứ 3 là lúc kéo mực in.
Tay quay L1 nằm trong vùng lợi về lực. Còn chuyển động ngược lại là không làm việc nên
ta không cần lợi về lực. Ta cho cơ cấu tay quay xoay toàn vòng, để lợi về phần thiết kế hệ
thống điện.

Sinh viên thực hiện : Nguyễn Bá Duy


25