đề án thiết kế máy cắt giấy

Đại học Kỹ thuật Công nghiệp Thái nguyên Đề án thiết kế
Lời nói đầu
Hiện nay khoa học kỹ thuật đang phát triển mang lại những lợi ích cho
con người về tất cả những lĩnh vực của đời sống xã hội. Để nâng cao đời sống
nhân dân, để hoà nhập vào sự phát triển chung của các nước trong khu vực cũng
như trên thế giới. Đảng và Nhà nước ta đã đề ra những mục tiêu trong những
năm tới nhằm tiến tới công nghiệp hoá và hiện đại hoá đất nước.
Muốn thực hiện được điều đó một trong những ngành cần quan tâm phát
triển nhất đó là ngành cơ khí chế tạo máy vì ngành cơ khí chế tạo máy đóng vai
trò quan trọng trong việc sản xuất ra các thiết bị công cụ cho mọi ngành kinh tế
quốc dân. Để thực hiện việc phát triển ngành cơ khí cần đẩy mạnh đào tạo đội
ngũ cán bộ kỹ thuật có trình độ chuyên môn cao, đồng thời phải đáp ứng được
các yêu cầu của công nghệ tiên tiến, công nghệ tự động hoá theo dây truyền
trong sản xuất .
Nhằm thực hiện mục tiêu đó, sinh viên trường ĐHKT Công Nghiệp -
Thái Nguyên nói riêng và những sinh viên của các trường kỹ thuật nói chung
trong cả nước luôn cố gắng phấn đấu trong học tập và rèn luyện, trau dồi những
kiến thức đã được học và tìm hiểu trong quá tình học tập để có thể đóng góp một
phần trí tuệ và sức lực của mình vào công cuộc đổi mới của đất nước trong thế
kỷ mới .
Để làn quen với công việc thiết kế, em đã đươc giao “Đề án thiết kế Máy
Cắt Giấy ”. Qua đề án này, em có thể tổng kết lại những kiến thức lý thuyết đã
được học, củng cố và mở rộng thêm kiến thức, hiểu rõ hơn công việc của một kỹ
sư tương lai. Tuy nhiên với những hiểu biết còn hạn chế cùng với kinh nghiệm
thực tế chưa nhiều nên đề án của em không tránh khỏi những thiếu sót. Em rất
mong được sự chỉ bảo của các thầy cô giáo trong bộ môn Cơ sở thiết kế máy và
các thầy cô giáo trong khoa cơ khí để đề án của em được hoàn thiện hơn .
Cuối cùng em xin chân thành cảm ơn sự quan tâm chỉ bảo của các thầy cô
trong bộ môn Cơ sở thiết kế máy và khoa cơ khí. Đặc biệt là sự hướng dẫn tận
tình của cô: Nguyễn Thị Thanh Nga trong suốt quá trình em làm đề án này.

Trường Đại Học KTCN Thái nguyên
Đề án Thiết Kế_2013
Trang1
Đại học Kỹ thuật Công nghiệp Thái nguyên Đề án thiết kế
PHẦN I: GIỚI THIỆU MÁY CẮT GIẤY
I. Phân loại
Trên thị trường hiện nay có rất nhiều loại máy cắt giấy tuy nhiên ta có
thể phân thành 2 loại chính như sau.
Loại 1: Máy cắt giấy thủ công
Loại này sử dụng sức người tác dụng lực vào đòn bẩy của máy làm
dao đi xuống cắt giấy.
Loại 2: Máy cắt giấy tự động
Loại này thay vì sử dụng sức người như máy thủ công ta sử dụng 2
cây cylinder khí nén .
II. Tìm hiểu về Máy cắt giấy thủ công trong Thư viện Trường ĐHKT
Công nghiệp
1. Nguyên lý hoạt động của máy
Hình 1.Bộ phận truyền lực lên dao
Lực truyền từ tay người sử dụng vào đòn bẩy 1, sau đó truyền qua thanh
dẫn 2 lên thanh vít điều chỉnh khoảng cách 3 rồi đến bộ phận gá dao 4 để nâng
hạ lưỡi dao 5, tạo lực cắt.
Trường Đại Học KTCN Thái nguyên
Đề án Thiết Kế_2013
Trang2
Đại học Kỹ thuật Công nghiệp Thái nguyên Đề án thiết kế
Hình 2. Bộ phận đẩy giấy
Khi cắt giấy thì bước đầu tiên là ta để tập giấy vào bàn dao, sau đó ta sử
dụng bộ phận đẩy giấy làm cho các cạnh của tờ giấy bằng nhau trước khi cắt.
Bộ phận đẩy giấy này hoạt động nhờ cơ cấu vít thông qua tay quay như hình
dưới.

Hình 3. Bộ phận tay quay
Trường Đại Học KTCN Thái nguyên
Đề án Thiết Kế_2013
Trang3
Đại học Kỹ thuật Công nghiệp Thái nguyên Đề án thiết kế
Sau khi ta đẩy giấy đến đúng vị trí cần cắt ta tiến hành kẹp định vị lại tập
giấy nhờ bộ phận kẹp giấy thông qua tay quay và bộ phận vít.
Hình 4. Bộ phận kẹp giấy.
Sau khi làm xong các bước trên ta tiến hành cắt, trước khi cắt cần tháo
chốt an toàn. Ta tác động lực vào đòn bẩy từ từ hạ cơ cấu mang dao xuống tập
giấy nhờ trọng lượng của bộ phận gá dao và lực của người làm đứt tập giấy.
Cuối cùng việc cắt hoàn thành thì ta nâng dao lên đồng thời đóng lại chốt
an toàn rồi thực hiện việc tháo kẹp tập giấy.
Trường Đại Học KTCN Thái nguyên
Đề án Thiết Kế_2013
Trang4
Đại học Kỹ thuật Công nghiệp Thái nguyên Đề án thiết kế
Hình 5. Cơ cấu cắt
2. Công Dụng của máy cắt giấy
- Máy có thể cắt được các tập giấy dày và có kích thước lớn mà các
dụng cụ cắt giấy khó thực hiện.
- Nầng cao năng suất lao động
Trường Đại Học KTCN Thái nguyên
Đề án Thiết Kế_2013
Trang5
Đại học Kỹ thuật Công nghiệp Thái nguyên Đề án thiết kế
PHẦN II: PHÂN TÍCH KẾT CẤU CỦA MÁY CẮT GIẤY VÀ TRÌNH TỰ
THÁO LẮP
1. Bộ phận đẩy giấy.
Bộ phận này gồm tay quay gắn với trục vít, thộng qua bộ phận truyền lên

má đẩy giấy.
Hình 6. Má đẩy giấy
- Trục vít có chiều dài ren 440mm, có cộng dụng truyền momen xoắn lên
má đẩy giấy thông qua thanh truyền.
- Tay quay có đường kính 160mm, nhận lực từ tay người sử dụng truyền
vào trục vít.
- Má đẩy giấy là 1 thanh thép V
5
có kích thước như sau. Dài 420mm
được đặt năm ngang và bắt vít vào thanh truyền nhận momen xoắn từ
trục vít.
- Để tháo bộ phận này trước tiên ta tháo mà đẩy giấy rồi đến tay quay,
sau đó rút trục vít ra rồi lấy 2 thanh đẩy.
2. Bộ phận kẹp giấy
Bộ phận kẹp giấy gồm các chi tiết sau.
- Tay quay có đường kính 300mm có công dụng nhận lực từ tay người sử
dụng truyền xuống trục vít.
Trường Đại Học KTCN Thái nguyên
Đề án Thiết Kế_2013
Trang6
Đại học Kỹ thuật Công nghiệp Thái nguyên Đề án thiết kế
Hình 7. Tay quay
- Trục vít có chiều dài ren là 250mm với đường kính 30mm được taro
đoạn không có ren 150mm với đường kính 20mm. có công dụng nhận
lực từ tay quay và tạo momen xoắn để nâng hạ thanh kẹp.
- Thanh kẹp có kích thước biên dạng hình thang với đáy lớn 180mm và
đáy nhỏ 120mm. Má lớn được gắn với thanh kẹp giấy bằng 3 đai ốc.
- Thanh kẹp giấy có chiều dài 480mm chiều rộng thanh kẹp là 50mm,
dày 10mm.
- Để tháo bộ phận này ta tháo bộ phận mang thanh kẹp ra sau đó tháo

tay quay rồi rút trục vít ra.
Trường Đại Học KTCN Thái nguyên
Đề án Thiết Kế_2013
Trang7
Đại học Kỹ thuật Công nghiệp Thái nguyên Đề án thiết kế

Hình 8. Bộ phận mang thanh kẹp
3. Bộ phận cắt giấy
- Đòn bẩy có chiều dài đoạn thẳng 1060mm được làm từ thép ống có
đường kính 32mm. Đòn bẩy có công dụng là điểm đặt lực và truyền
lực đến thanh truyền khi người tác dụng lực.

Hình 9. Đòn bẩy
Trường Đại Học KTCN Thái nguyên
Đề án Thiết Kế_2013
Trang8
Đại học Kỹ thuật Công nghiệp Thái nguyên Đề án thiết kế
- Thanh truyền lực.
Hình 10.Thanh truyền lực
Thanh truyền lực được nối khớp với đòn bẩy để nhân lực khi tác động lực.
Thanh có chiều dài 650mm và đường kính 40mm được định vị bằng 2 khớp
xoay vào chân giá máy, thanh truyền lực lên thanh ốc nhờ 2 tai được gắn ở
thanh.
- Ống vặn được làm từ thép ống có đương kính 20mm được nối với nhau bởi
1 ống có ren 2 đầu. ống có chiều dài 300mm với đường kính 30mm. Bộ
phận này nhận lực từ thanh truyền để truyền lên bộ phận gá dao, hơn nữa bộ
phận còn có tác dụng điều chỉnh góc nghiêng của đòn bẩy để thuận tiện cho
người sử dụng.
Hình 11. ống vặn
Trường Đại Học KTCN Thái nguyên

Đề án Thiết Kế_2013
Trang9
Đại học Kỹ thuật Công nghiệp Thái nguyên Đề án thiết kế
- Thanh gá dao được làm từ 3 thanh với chiều dài là 720mm rộng 120mm, 2
đầu của gá được giữ vào thanh đứng nhờ 2 tai có chốt.
Trên gá được tạo 3 lỗ ren để định vị lưỡi dao lên gá.
- Lưỡi dao có chiều dài 700mm, cao 120mm, dày 10mm. Lưỡi dao được làm từ
thép CD70 là loại thép cứng phù hợp để làm lưỡi dao cắt. Lưỡi dao có độ
cứng phù hợp có thể cắt được tối đa tập giấy có chiều dày 70mm.
Hình 12. Lưỡi dao
- Để tháo bộ phận này trước tiên ta vặn ốc gắn đòn bẩy với thanh truyền sau đó
tháo chốt giữa tai gắn thanh truyền với ống vặn, tiếp tục ta tháo chốt gắn ống
vặn với tay gá dao rồi tháo chốt giữa tay gá dao với bộ phận gá dao. Cuối cùng
ta vặn ốc gắn thanh gá dao với dao.
Trường Đại Học KTCN Thái nguyên
Đề án Thiết Kế_2013
Trang10
Đại học Kỹ thuật Công nghiệp Thái nguyên Đề án thiết kế
PHẦN III: TÍNH TOÁN CHI TIẾT
1. Lược đồ động học cơ cấu cắt giấy
O
1
p
2
1
3
5
6
M
F

q
4
1- Đòn bẩy
2- Thanh truyền
3- Thanh ốc
4- Thanh dẫn hướng 1
5- Thanh dẫn hướng 2
6- Lưỡi dao
7- Gá dao
Dưới tác động của lực từ tay người sử dụng, cán dao sẽ chuyển động quay
tròn quanh điểm đầu gắn vào thanh truyền. Thanh truyền được giữ vào giá nhờ
một ổ lăn và một ổ trượt, thanh truyền nhận lực từ đòn bẩy sẽ chuyển động xoay
tròn tạo mô men xoắn. Trên thanh truyền gắn thêm một thanh dẫn nằm song
song với đòn và nối với thanh ốc nhờ một khớp xoay, đầu còn lại của thanh ốc
gắn với tay dẫn hướng 1 bằng khớp xoay. Tay dẫn hướng 1 quay tròn quanh giá
của nó nên thanh ốc sẽ chuyển động song phẳng.Thanh dẫn hướng 2 cũng
chuyển động quay tròn quanh giá của nó nên trong giới hạn chuyển động dao
cũng chuyển động quay tròn như hình vẽ.
Trường Đại Học KTCN Thái nguyên
Đề án Thiết Kế_2013
Trang11
Đại học Kỹ thuật Công nghiệp Thái nguyên Đề án thiết kế
2. Kiểm tra bền cho dao cắt
- Từ việc đo đạc thực tế trên máy chúng em thu được kết quả sau: Chiều dầy
lớn nhất mà máy có thể cắt được đối với loại giấy khổ A4 là 25mm với lực cắt là
650N => Lực cắt lớn nhất là 650N.
- Chọn vật liệu làm dao là thép CD70 với ứng suất cho phép là
[σ] = 500MPA
- ∑M(O1)=P.1060+380.F = 0 => |F| = 1830(N)
- Tách các khâu và đặt phản lực liên kết lên ta được lên các khớp ta được:

• Xét khâu 1:
a
M
p
1
R
n
12
R
12
R
t
12
1
0
6
0
105
O
1
+) Tổng mô men đối với điểm O1:
∑M(O1) = P.1060 -
.
105 = 0


= =6562( N)
+) Tổng hợp lực đối với phương thẳng đứng là:
∑F =

- = 0 =>

= = 920 (N)
=> R
12
= == 6626(N).
Trường Đại Học KTCN Thái nguyên
Đề án Thiết Kế_2013
Trang12
Đại học Kỹ thuật Công nghiệp Thái nguyên Đề án thiết kế
• Xét khâu 2:
2
R
n
21
R
21
R
t
21
R
23
R
n
23
6
0
0
R
t

2
3
O
2
+) Ta có cùng phương ngược chiều và cùng độ lớn
+) Xét tổng lực tác dụng theo phương dọc trục:
∑F = = 0 ⇔ =920 (N).
+) Lấy momen với tâm O2 ta được:
∑M(O2) = ⇔ =6562(N).
 cùng độ lớn và có phương chiều như hình vẽ.
• Xét khâu 3:
3
R
n
3
4
R
3
4
R
t
3
4
R
t
3
2
F
3
2

R
n
32
2
1
0
3
1
0
O
3
Trường Đại Học KTCN Thái nguyên
Đề án Thiết Kế_2013
Trang13
Đại học Kỹ thuật Công nghiệp Thái nguyên Đề án thiết kế
+) Lấy momen với tâm quay O3
∑M(O3) = = 0
⇔ = =11007(N)
+)Xét tổng lực theo phương dọc trục ta được:
∑F= = 0 => = 920 (N).
 R
34
= = = 11045(N).
• Xét khâu 4:
q
F
4
5
R
n

45
R
t
45
R
45
R
n
54
R
t
54
R
54
R
t
43
R
43
R
n
43
700
O
4
+) Ta có cùng phương ngược chiều và cùng độ lớn
+) Với F = 1830(N) đã tính được ở trên ta tìm được giá trị q trên dàn lực
phân bố trên dao như sau : F=q.700 => q = =
+) Tổng hợp lực tác dụng lên dao theo phương thẳng đứng ta được
∑F = = 0 ⇔ =

+) Sơ đồ hóa dao vẽ biểu đồ momen cho dao ta được:
Trường Đại Học KTCN Thái nguyên
Đề án Thiết Kế_2013
Trang14
Đại học Kỹ thuật Công nghiệp Thái nguyên Đề án thiết kế
4627400
117900
2.62
11045
12876
300 400
O
4
Mx
+) Từ biểu đồ ta thấy điểm nguy hiểm nhất trên dao là điểm O4 , với momen
= 4627400 (N.mm)
+) Modul chống uốn của dao là:
= = 16666.7().
=> Ứng suất uốn tại mặt cắt nguy hiểm là:
= = 277.64 () < 500() =[σ]
 Vậy dao thỏa mãn điều kiện bền.
PHẦN IV: KẾT LUÂN
Trường Đại Học KTCN Thái nguyên
Đề án Thiết Kế_2013
Trang15
Đại học Kỹ thuật Công nghiệp Thái nguyên Đề án thiết kế
Trong quá trình làm đề án này chúng em đã thu thập và tìm hiểu được
thêm rất nhiều kiến thức về cơ khí, đặc biệt là sau quá trình làm đề án thiết kế
này chúng em đã sử dụng thành thạo hơn 2 phần mềm đó là autocad và inventor.
Đây là một đề tài rất hay vì trong quá trình làm chúng em phải áp dụng cả

thực tiễn và lí thuyết cùng với việc sử dụng phần mềm thiết kế để xây dựng lại
một máy hoàn chỉnh từ đó nhìn thấy được các các quá trình chế tạo, ưu nhược
điểm của máy, từ đó đưa ra được các giải pháp tốt nhất để vận hành máy.
Trường Đại Học KTCN Thái nguyên
Đề án Thiết Kế_2013
Trang16