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1 第八章第八章 一、选择题一、选择题8-1 B 8-2 C C 8-3 B 8-4 C8-5 A 8-6 B 8-7 A 8-8 D8-9 C8-10 C8-11 D8-12 A8-13 D8-14 C8-15 D8-16 D8-17 D8-18 A8-19 B8-20 B2二、填空题二、填空题8-21 在平带或V带传动中，影响最大有效圆周力Fec的因素是 初拉力初拉力F0 、 摩擦系数摩擦系数（当量摩擦系数（当量摩擦系数V ） 和 小轮包角小轮包角1 。8-22 V带传动在工作过程中，带内应力有：紧边、松边拉应力（紧边、松边拉应力（1、2）、 离离心拉应力心拉应力c 、 弯曲应力（弯曲应力（b1、b2 ） ，最大应力max= 1+c+b1 ，发生在 紧边刚绕上小带轮处紧边刚绕上小带轮处 。8-23 带传动的主要失效形式为 疲劳破坏疲劳破坏 和 打滑打滑 ，其设计准则为 在不打滑的在不打滑的条件下，使带具有一定的疲劳强度和寿命条件下，使带具有一定的疲劳强度和寿命 。8-24 某普通V带传动，传递功率P=7.5KW，带速v=10m/s，紧边拉力是松边拉力的两倍（F1=2F2），则F1= 1500 N和F2= 750 N。8-25 带传动中，带的张紧方法有 安装张紧轮安装张紧轮 和 调整中心距调整中心距 两类。8-26带传动过载打滑时，打滑现象首先发生在 小小 带轮上，其原因是 小轮包小轮包角小于大轮包角角小于大轮包角 。8-27在带、链和齿轮组成的多级传动中，带传动应布置在 高速高速 级，原因是提高带传动的能力、提高带传动的能力、工作平稳性好及工作平稳性好及起到过载保护的作用。起到过载保护的作用。8-28 V带传动中，带的型号应根据 计算功率计算功率 和 小轮转速小轮转速 选择。8-29 在带传动中，带的弹性滑动发生的原因是带两边的拉力差及弹性变形带两边的拉力差及弹性变形。8-30 带传动中，带的离心力发生在带绕在带轮上的部分带绕在带轮上的部分。3三、分析与思考题三、分析与思考题8-31 相同的条件下，为什么V带比平带的传动能力大？答：平带的工作面是和带轮接触的内周面，而答：平带的工作面是和带轮接触的内周面，而V带的工作面是带的工作面是V带带的两侧面，由于楔形增压作用，在同样的张紧力下，的两侧面，由于楔形增压作用，在同样的张紧力下，V带传动比平带传动比平带传动能产生更大的摩擦力。因此带传动能产生更大的摩擦力。因此V带比平带的传动能力大。带比平带的传动能力大。8-32 带传动设计时，为什么要限制其最小中心距和最大传动比？答：中心距过小和传动比过大，均会造成小轮包角答：中心距过小和传动比过大，均会造成小轮包角 1过小，降低过小，降低传动能力。传动能力。48-34 带传动的主要失效形式是什么？带传动的设计准则是什么？答：带传动的主要失效形式是：打滑和疲劳破坏。带传动的主要失效形式是：打滑和疲劳破坏。带传动的设计准则是：在保证带传动不打滑的条件下，具有一定带传动的设计准则是：在保证带传动不打滑的条件下，具有一定 的疲劳强度和寿命。的疲劳强度和寿命。 8-33 在普通V带传动中，为什么一般推荐使用的带速为5v25m/s？答：一般答：一般v25 m/s。若带速过大（。若带速过大（v25m/s），则会因离心力过），则会因离心力过大而降低带和带轮间的正压力，从而降低摩擦力和传动的工作能大而降低带和带轮间的正压力，从而降低摩擦力和传动的工作能力，同时离心力过大又降低了带的疲劳强度。力，同时离心力过大又降低了带的疲劳强度。带速带速v也不能过小（一般不应小于也不能过小（一般不应小于5 m/s）。）。 P=Fev，带速太小，带速太小，P小传动能力降低；或小传动能力降低；或P一定时，使所需的圆周力过大，易打滑，从一定时，使所需的圆周力过大，易打滑，从而使所需的胶带根数过多。而使所需的胶带根数过多。58-36 带传动中的弹性滑动和打滑是怎样产生的？对带传动有何影响？答：在带传动中，带的弹性滑动是因为带的弹性变形以及传递动力时松、紧边的拉力差造成的，是带在轮上的局部滑动，弹性滑动是带传动所固有的特性，是不可避免的。弹性滑动使带传动的传动比增大。 当带传动的负载过大，超过带与轮间的最大摩擦力，将发生打滑，带在轮上全面滑动，打滑是带传动的一种失效形式，是可以避免的。 8-35 影响带传动工作能力的因素有哪些？答：1）（Fec）F0 、1 、f 2）（ v ）dd1 、n1 3） 型号68-39 某带传动由变速电动机驱动，大带轮的输出转速的变化范围为5001000r/min。若大带轮上的负载为恒功率负载，应该按哪一种转速设计带传动？若大带轮上的负载为恒转矩负载，应该按哪一种转速设计带传动？为什么？1000vFPeP一定，n2v，所需的有效圆周力 Fe，按较大的Fe设计带传动能够保证不打滑和具有一定的疲劳寿命时，当带传动高速运转时，就不会打滑和并具有一定的疲劳寿命，按转速500r/min来设计带传动。T一定， Fe =C， n2 v ，传递的功率 P= Fe v 按转速1000r/min来设计带传动。TP 78-40一带式输送机装置如图。已知小带轮基准直径dd1=140mm，大带轮基准直径dd2=400mm，鼓轮直径D=250mm，为了提高生产率，拟在输送机载荷不变（即拉力F不变）的条件下，将输送带的速度v提高，设电动机的功率和减速器的强度足够，且更换大小带轮后引起中心距的变化对传递功率的影响可忽略不计，为了实现这一增速要求，试分析采用下列哪种方案更为合理，为什么？1、将dd2减小到280mm；2、将dd1增大到200mm；3、将鼓轮直径D增大到355mm。输出功率P出=Fv1、 dd2 , n2 , v，F不变，则 P出输入功率P入 =Fe带v带而10006011ddnv带不变Fe带(42%)可能引起打滑或疲劳失效。减小dd2不可行。81、将、将dd2减小到减小到280mm；2、将、将dd1增大到增大到200mm；3、将鼓轮直径、将鼓轮直径D增大到增大到355mm。输入功率P入 =Fe带v带10006011ddnv带增大dd1可行。2、 dd1 ，且dd1 ，1 ，K dd1 ，P0 dd1 ，b1 %9 .42140140200dddd1d1d1带带带vvv输入功率输入功率P P1 1=F=Fe e VV，V带传动的有效拉力带传动的有效拉力F Fe e不变，不会出现打滑和疲劳破坏。不变，不会出现打滑和疲劳破坏。91、将、将dd2减小到减小到280mm；2、将、将dd1增大到增大到200mm；3、将鼓轮直径、将鼓轮直径D增大到增大到355mm。3、输出功率P出=FvD ， v，F不变，则 P出输入功率P入 =F带v带而10006011ddnv带不变F带可能引起打滑。增大D不可行。此题的答案告诉我们：用提高带速的办法提高带传动的功率是可行的，此题的答案告诉我们：用提高带速的办法提高带传动的功率是可行的，带传动更适宜在高速下工作。带传动更适宜在高速下工作。10解：原V带传动比： 857. 21404001212ddddi方案1、2的V带传动比： 2200400140280121212ddddii原运输带速度： ,60000Dnvy现运输带速度： ,60000Dnvy11同理方案3运输带速度提高： %42250250355DDDvvv三种方案都能使运输带速度三种方案都能使运输带速度提高提高42%左右，但只有方案左右，但只有方案2是合理方案，是合理方案，方案方案1、3都不能采用。都不能采用。%9 .42) 12857. 2(857. 21857. 2121yyynnnvvv方案1、2运输带速度提高： 现运输带鼓轮转速： 减电减电iniinny212原运输带鼓轮转速： 减电减电iniinny857. 21212a) 平带传动五、分析与思考题五、分析与思考题b) V带传动13为什么带传动通常布置在机器的高速级？答：1）带传动布置在机器的高速级，带速高，带中的有效拉力小，不易打滑，且带的疲劳寿命长。 2）带传动工作平稳性好，具有过载保护作用。14 第十章第十章 一、选择题一、选择题10-1 A、G D、E B、C、F、H、I、J 10-14 C 10-15 B 10-16 A 10-17 A 10-18 C 10-19 D二、填空题二、填空题10-23 对齿轮材料的基本要求是：齿面对齿轮材料的基本要求是：齿面 硬硬 ，齿芯齿芯 韧韧 ；齿轮传；齿轮传动中，软、硬齿面是以动中，软、硬齿面是以 齿面硬度齿面硬度 来划分的，当来划分的，当 HB350时为软时为软齿面，一般取小、大齿轮的硬度齿面，一般取小、大齿轮的硬度HBS1-HBS2为为 3050 ，其原因，其原因是是 小齿轮的循环次数多小齿轮的循环次数多 ；当；当HB350时为硬齿面，一般取小、时为硬齿面，一般取小、大齿轮的硬度大齿轮的硬度HBS1 = HBS2。10-2 B 10-3 A 10-4 B 10-5 A 10-6 A 10-7 C10-8 C 10-9 A 10-10 C 10-11 C 10-12 A 10-13 C 10-20 A 10-21 B 10-22 C151024 在齿轮传动中，获得软齿面的热处理方式有 调质 、 正火 ，而获得硬齿面的热处理方式有 渗碳淬火 、 整体淬火 、 表面淬火 等。1025一般参数的闭式软齿面齿轮传动的主要失效形式是 点蚀 ，闭式硬齿面齿轮传动的主要失效形式是 断齿 ，开式齿轮传动的主要失效形式是 磨损 ，高速重载齿轮传动，当润滑不良时最可能出现的失效形式是 胶合 。1026 在闭式软齿面齿轮传动中，齿面疲劳点蚀经常首先出现在 节线附近靠近齿根 处，其原因是该处 为单齿啮合区接触应力大 、润滑不良 摩擦力大。1027 在推导轮齿齿根弯曲疲劳应力计算公式时，其计算模型是 悬臂梁 ，设计的主要参数是 模数m和齿宽b 。一对齿轮传动中，大、小齿轮的弯曲应力 一般不相等 。1028 齿轮齿面接触应力计算公式是在 赫芝 公式的基础上推导出的，影响齿面接触应力最主要的参数是 分度圆直径d1和d2(中心距a) 和齿宽。一对标准齿轮传动，若中心距、传动比等其他条件保持不变，仅增大齿数z1，而减小模数m，则齿轮的齿面接触疲劳强度 不变 。161029渐开线齿轮的齿形系数YFa的物理意义是 轮齿形状对弯曲应力的影响 ，标准直齿圆柱齿轮的YFa值只与齿轮的 齿数z和变位系数x 有关。设有齿数相同的A、B、C三个标准齿轮，A为标准直齿圆柱齿轮，B为b15的斜齿圆柱齿轮，C为d=30的直齿锥齿轮，试比较这三个齿轮的齿形系数，最小的是 C ，最大的是 A 。1030 齿轮的弯曲疲劳强度极限Flim和接触疲劳强度极限Hlim是经持久疲劳试验并按失效概率为 1% 来确定的，试验齿轮的弯曲应力循环特性为脉动循环。1031 一齿轮传动装置如图所示，轮1为主动，在传动过程中，轮2的齿根弯曲应力按 对称 循环变化，而其齿面接触应力按 脉动循环 变化。若求得其齿根最大弯曲应力为300MPa，则最小应力值为 300MPa ，应力幅值为300MPa，平均应力为 0 。123171032 在斜齿圆柱齿轮传动中，螺旋角既不宜过小，也不宜过大，因为过小，会使得 斜齿轮的优点不能充分发挥 ，而过大又会使得 轴向力过大 。因此，在设计计算中，的取值应为 820 ，可以通过调整而对 中心距 进行圆整。1033 填注下表中参数的荐用范围（一般情况下）：181038 标准直齿圆柱齿轮传动，若传动比标准直齿圆柱齿轮传动，若传动比i，、转矩，、转矩T1、齿宽、齿宽b均均保持不变，试问在下列条件下齿轮的弯曲应力和接触应力各将发生保持不变，试问在下列条件下齿轮的弯曲应力和接触应力各将发生什么变化什么变化? (1)模数模数m不变，齿数不变，齿数Z1增加；增加； (2)齿数齿数z1不变，模数不变，模数m增大；增大； (3)齿数齿数zl增加一倍，模数增加一倍，模数m减小一半。减小一半。答：答：SaFaFYYbmdKT112 EHHZZuubdKT 12211（1）弯曲应力）弯曲应力（d1增大，增大，YFaYsa减小），减小）， 接触应力接触应力（d1增大）；增大）；（2）弯曲应力）弯曲应力（m增大，增大，d1增大，），接触应力增大，），接触应力（d1增大）；增大）；（3）弯曲应力）弯曲应力（m减小使减小使 F大量增大，大量增大，Z1增大使增大使 F少量减小），少量减小）， 接触应力不变（接触应力不变（d1不变）；不变）； 三、分析与思考题三、分析与思考题191041有一同学设计闭式软齿面直齿圆柱齿轮传动，方案一其参数为：m=4mm、z1=20 、z2=60 ,经强度计算其齿面接触疲劳强度刚好满足设计要求，但齿根弯曲应力远远小于许用应力，因而又进行了两种方案设计。方案二为： m=2mm、z1=40 、z2=120，其齿根弯曲疲劳强度刚好满足设计要求；方案三为： m=2mm、z1=30 、z2=90 。假设改进后其工作条件、 载荷系数K、材料 、热处理硬度 、 齿宽等条件都不变，问： 1）改进后的方案二、方案三是否可用？为什么？ 2）应采用哪个方案更合理？为什么？解方案一：分析：直径d1决定齿面接触疲劳强度，模数m决定齿根弯曲疲劳强度mmzmdmmm80204411方案二：mmzmdmmm80402211 齿面接触疲劳强度满足 11dd方案三：mmzmdmmm06032211 齿根弯曲疲劳强度满足 mm足齿面接触疲劳强度不满 11dd1可用不可用20(2) 方案一与方案二相比较，应采用方案二更合理，因为在强度均满足的条件下，齿数多、模数小有如下优点：1、重合度，传动平稳；，传动平稳；2、齿高h，滑动系数，滑动系数，磨损，磨损、切削量、切削量 ；3、da，齿坯小，齿轮重量，齿坯小，齿轮重量 。21齿轮mzYFaYsabFH12mm202.82.245mm490MPa570MPa22mm502.42.340mm400MPa470MPaSaFatFYYbmKFEHtHZZuubdKF11 5479228249011111.YYSaFaFFF 4672324240022222.YYSaFaFFF 1044 有一对标准直齿圆柱齿轮传动。有关参数和许用值如下表，试分析比较哪个齿轮的弯曲疲劳强度高? 哪个齿轮的接触疲劳强度高? 弯曲强度答：接触强度H1=H2只比较H1、H2即可221045现有A、B两对闭式软齿面直齿圆柱齿轮传动。其参数如下表所示。其材料及热处理硬度、载荷、工况及制造精度均相同。试分析比较这两对齿轮接触强度及弯曲强度的高低。 齿轮对mz1z2bA2409060B4204560 解：两对齿轮的材料及热处理硬度、载荷、工况及制造精度均相同， 即表示其许用应力都相同，只需比较其计算应力的大小。 A: d1=mz1=240=80mm B: d1=mz1=420=80mm弯曲强度：004226714212111111111.YYmYYdmbKTYYmbKFASaAFaAASaAFaAAAAASaAFaAAtAAF 每对齿轮都是小齿轮的弯曲应力大，只比小齿轮的弯曲应力。085145518212111111111.YYmYYdmbKTYYmbKFBSaBFaBBSaBFaBBBBBSaBFaBBtBBF 接触强度：接强相等。HBHA231046一标准直齿圆柱齿轮传动，若传递载荷不变，齿轮齿数、中一标准直齿圆柱齿轮传动，若传递载荷不变，齿轮齿数、中心距和许用应力不变，小齿轮转速心距和许用应力不变，小齿轮转速 n1从从960 r/min降为降为720 r/min。试问要改变何参数，并使该值与原用值之比大致等于多少才能保证试问要改变何参数，并使该值与原用值之比大致等于多少才能保证该传动具有原来的抗弯曲强度该传动具有原来的抗弯曲强度?nnPT11095506 439607201111 nnTTSaFaSaFatFYYbmdKTYYbmKF112 bTbT 113411 TTbbFF 强度不变即2412344n1aF2aF2rF1rF1tF2tF3aF4aF4rF3rF3tF4tFnn1047 图示为一二级展开式标准斜齿圆柱齿轮减速器。已知，高速图示为一二级展开式标准斜齿圆柱齿轮减速器。已知，高速级齿数级齿数z1=44, z2=94，模数，模数 m12=2.5 mm，中心距，中心距 a 12 = 175 mm，齿宽，齿宽b2= 90mm；低速级齿数；低速级齿数z3=40，z4=75，模数，模数m34= 3 mm，中心距，中心距a34 =175 mm，齿宽，齿宽b4=100 mm；四个齿轮的材料相同，许用接触应力分；四个齿轮的材料相同，许用接触应力分别为：别为： H1 H3 = 550 MPa，H2 H4 = 420MPa；传动的摩擦；传动的摩擦损耗可忽略不计，假设两对齿轮传动的载荷系数损耗可忽略不计，假设两对齿轮传动的载荷系数K相同。试：相同。试： (1)标出齿轮标出齿轮2轮齿螺旋线的旋向，以使轮齿螺旋线的旋向，以使 II轴轴承上所受轴向力小些；轴轴承上所受轴向力小些；(2)画出各齿轮的受力图画出各齿轮的受力图(力的作用点和方向力的作用点和方向)；(3)若两对齿轮均为直齿轮，判断哪个齿轮的接触强度最弱。若两对齿轮均为直齿轮，判断哪个齿轮的接触强度最弱。251049图示为二级圆锥图示为二级圆锥-圆柱齿轮减速器简图，输入轴圆柱齿轮减速器简图，输入轴转向转向n1如如图所示。图所示。(1)合理确定斜齿轮合理确定斜齿轮3和和4的螺旋线方向（画在图上），；的螺旋线方向（画在图上），；(2)在图上画出各齿轮的圆周力、径向力和轴向力的方向；在图上画出各齿轮的圆周力、径向力和轴向力的方向；(3)轴为输出轴，应从轴为输出轴，应从轴的哪端输出扭矩为好？为什么？轴的哪端输出扭矩为好？为什么？12341nnn1aF2aF1rF2rF1tF2tF3aF4aF4rF3rF3tF4tF 应从应从轴的上端（远离齿轮端）输出扭矩，使弯曲、扭转的变轴的上端（远离齿轮端）输出扭矩，使弯曲、扭转的变形产生的齿向载荷分布不均抵消一部分。形产生的齿向载荷分布不均抵消一部分。26四、设计计算题四、设计计算题1050 设计一直齿圆柱齿轮传动，原用材料的许用接触应力为设计一直齿圆柱齿轮传动，原用材料的许用接触应力为H1 =700MPa，H2 =600MPa，求得中心距，求得中心距a=100mm；现改用；现改用H1 =600MPa，H2 =400MPa的材料，若齿宽和其它条件不变，为保的材料，若齿宽和其它条件不变，为保证接触疲劳强度不变，试计算改用材料后的中心距证接触疲劳强度不变，试计算改用材料后的中心距a。121111121dZZuubdKTZZuubdKFEHEHtH (uddda 1221121HHHH aaddHHHH 11mmaaHH1502310022 271051 一直齿圆柱齿轮传动，已知zl=20，z2=60，m=4mm，B1=45mm，B2=40mm，齿轮材料为锻钢，许用接触应力H1 =500MPa，H2=430MPa，许用弯曲应力F1 =340MPa， F2 =280MPa，弯曲载荷系数K=1.85，接触载荷系数K=1.40，求大齿轮所允许的输出转矩T2 (不计功率损失)。 347855182340111.YYSaFaF 解：1、计算弯曲强度允许的输出转矩 FSaFaSaFatFYYzbmKTYYbmKF 1212 9870751282280222.YYSaFaF Nmm.YY,YYminKzbmTSaFaFSaFaF245552987085122044022222111121HEHHZZuuzbmKT122121 NmmZZuuKzbmTEHHH56312)8 .1895 . 2430(434 . 1220440),min(122222212121NmmnnTT1689383563122112 2、计算接触强度允许的输出转矩NmmnnTT736657324555221122810一一56有一对闭式软齿面直齿圆柱齿轮传动，已知小齿轮齿数有一对闭式软齿面直齿圆柱齿轮传动，已知小齿轮齿数z1=20，传动比传动比i=3，模数，模数 m=4mm，齿宽，齿宽 b = 80 mm，齿面接触应力，齿面接触应力H = 400MPa，大齿轮齿根弯曲应力，大齿轮齿根弯曲应力 F2 = 50 MPa。现可忽略载荷系数。现可忽略载荷系数K对强度的影响，试求：对强度的影响，试求：（1）小齿轮的齿根弯曲应力）小齿轮的齿根弯曲应力F1；（2）当其他条件不变，而）当其他条件不变，而 b =40mm时的齿面接触应力时的齿面接触应力H和齿根弯和齿根弯曲应力曲应力F1、F2；（3）当传动比）当传动比i及其他条件不变，而及其他条件不变，而 z1= 40，m = 2 mm时的齿面接时的齿面接触应力触应力H和齿根弯曲应力和齿根弯曲应力F1、F2。MPaYYYYSaFaSaFaFF01.5573. 128. 255. 18 . 250221121解：（1） HEHHZZuubdKT 12211MPabbHH68.5654080400 FSaFaFYYbmdKT 112MPabbFF02.110408001.5511MPabbFF10040805022（2）（2）2910一一56有一对闭式软齿面直齿圆柱齿轮传动，已知小齿轮齿数有一对闭式软齿面直齿圆柱齿轮传动，已知小齿轮齿数z1=20，传动比传动比i=3，模数，模数 m=4mm，齿宽，齿宽 b = 80 mm，齿面接触应力，齿面接触应力H = 400MPa，大齿轮齿根弯曲应力，大齿轮齿根弯曲应力 F2 = 50 MPa。现可忽略载荷系数。现可忽略载荷系数K对强度的影响，试求：对强度的影响，试求：（1）小齿轮的齿根弯曲应力）小齿轮的齿根弯曲应力F1；（2）当其他条件不变，而）当其他条件不变，而 b =40mm时的齿面接触应力时的齿面接触应力H和齿根弯和齿根弯曲应力曲应力F1、F2；（3）当传动比）当传动比i及其他条件不变，而及其他条件不变，而 z1= 40，m = 2 mm时的齿面接时的齿面接触应力触应力H和齿根弯曲应力和齿根弯曲应力F1、F2。解：（3）（2）6 .1011112111211 SaFaSaFaFFYYzmYYzmMPaHH400 EHHZZuubdKT 12211SaFaFYYbmdKT112 SaFaFYYzm121 0 .992212221222 SaFaSaFaFFYYzmYYzm30 第十一章第十一章 一、选择题一、选择题1111 DD 11- 2 B B 11-3B B 11-4 D D 11-5 D D11-611-6 A A 11- 7 B B 11-8A A 11-9 B B 11-10C C11-1111-11DD 11- 12 C C 11-13 B B 11-14 C C 二、填空题二、填空题1116蜗杆直径系数 q =d1/m_。1117 蜗杆传动发生自锁的条件是_v_。1118阿基米德蜗杆与蜗轮正确啮合的条件是ma1= mt2 = m，a a1 = a t2=，12。1119 在蜗杆传动中，蜗杆头数越少，则传动效率越 低 ，自锁性越 好 。一般蜗杆头数常取1、2、4、6 。1120 对滑动速度vs4m/s的重要蜗杆传动，蜗杆的材料可选用 合金钢 进行 淬火 处理；蜗轮的材料可选用 锡青铜 。311121蜗杆传动中强度计算的对象是 蜗轮 ，其原因是 材料上，蜗轮采用青铜，强度差 、 结构上，蜗杆的齿是连续的，蜗轮的齿是独立的 。1122蜗杆传动中，蜗杆螺旋线的方向和蜗轮螺旋线的方向应 相同 ，蜗杆的 导程角 应等于蜗轮的螺旋角。1123闭式蜗杆传动的功率损耗，一般包括 啮合摩擦损耗 、 轴承摩擦损耗 、溅油损耗 三部分。321131 图示蜗杆传动均是以蜗杆为主动件。试在图上标出蜗轮(或蜗杆)的转向，蜗轮齿的螺旋线方向，蜗杆、蜗轮所受各分力的方向。1n2tF1aF1rF2rF1tF2aF2n2n2n1n1n1tF2aF2tF1aF1rF2rF331132如图所示传动系统，已知输出轴n6的方向。(1)使各轴轴向力较小，确定斜齿轮3、4和蜗杆蜗轮1、2的螺旋线方向(标在图上或用文字说明)及各轴的转向；(2)在图中标出各齿轮轴向力的方向。1234565aF6aF4aF3aF2aF1tF1aF蜗杆左旋6n34WDv1aF2tF1tF2aF1rF2rF1n四、设计计算题1133某传动装置中采用蜗杆传动，电机功率P=10kW，转速n970 rmim，蜗杆传动参数：z12，z260，q8，m8，右旋，蜗杆蜗轮啮合效率 1=0.75，整个传动系统总效率=0.70，卷筒直径D=600 mm，试求：(1)重物上升时，电机的转向（画在图上）；(2)重物上升的速度v ；(3)重物的最大重量W ；(4)蜗杆蜗轮所受各力大小，并标出各力的方向。解：（1）如图（2）30260122121zznni35smsmmDvn/015. 1/78.1015386. 326002386. 39009703030/302112NvPW55.6896015. 17 . 010103（3）（4）NmmnPT6 .9845397010105 .955 .95511NmmiTT221520675. 036 .98453112NqzdTFFat7 .1230682984532984532211121NmzdTFFta92308602215206222152062222221NFFFtrr335920tan923tan22136圈59. 1200100010002DGDL1134 图示为简单手动起重装置。已知：m8，z11，z240，q10，卷筒直径D=200 mm，试确定：(1)重物上升1 m，手柄应转多少圈？若蜗杆为右旋，当重物上升时，手柄转向如何（画在图上）？(2)若蜗杆蜗轮齿面间的当量摩擦系数为fv=0.2，此机构是否自锁？(3)若重物重量G=1000N，人手推力F=50N，计算手柄力臂长度L；(4)当提升重物或降下重物时，蜗轮齿面是单侧受载还是双侧受载?解：（1）圈66.6359. 11402121zz3 .11)arctan(vvf（2）71. 5)101arctan()arctan(1qzv自锁 37LFLT5013269. 0)3 .1171. 5tan(1 . 0)tan(tanvLLiTT8 .6533269. 01405012mmL9 .1528 .653100000NmmDGT1000002200100022（4）当提升重物时，蜗轮齿面左侧受力，降下重物时，重力为驱动力，蜗轮的工作齿面没有改变，因此为单侧受载。38135 已知一蜗杆传动，蜗杆为主动，转速nl=1440r/min，蜗杆头数zl=2，模数m=4mm，蜗杆直径系数q=10，蜗杆材料为钢，齿面硬度大于45HRC，磨削，蜗轮材料为铸锡青铜，求该传动的啮合效率1和总效率。 3 .11)102arctan()arctan(1qzsmndvs/07. 33 .11cos600001440104cos10006011解：查表11-18，fv=0.028，v=136，则8724. 0)6 . 13 .11tan(3 .11tan)tan(tan1v83. 0)96. 095. 0(139137如图所示传动系统，已知电机转动方向。(1)试说明为什么带传动布置在高速级，而链传动布置在低速级？(2)使各轴轴向力较小，确定斜齿轮3、4和蜗杆蜗轮5、6的螺旋线方向(标在图上或用文字说明)；(3)在图中标出所有轴向力的方向。1nK向K123456561aF2aF3aF4aF5aF6aFK1n2n3n4n5n6n6n40（1）带传动布置在高速级是因为：带传递的力不宜过大，否则容易打滑；带有过载保护的作用；带是弹性体，有缓冲吸振的作用。 链传动布置在低速级是因为：链传动具有多边形效应，高速时冲击振动大，动载荷大。（2）如图。蜗轮6为右旋。41 第十二章第十二章 滑动轴承滑动轴承 一、选择题一、选择题12-1 C 12-2 B 12-3 B 12-4 A 12-5 B 12-6 B二、填空题二、填空题12-7 B 12-8 B 12-9 B 12-10 C 12-11D 12-12 D12-13 B 12-14 A12-15 在不完全液体润滑滑动轴承设计中，限制在不完全液体润滑滑动轴承设计中，限制p值的主要目的是值的主要目的是 避避免过度磨损免过度磨损 ；限制；限制pv值的主要目的是值的主要目的是 限制温升，避免胶合限制温升，避免胶合 。12-16 径向滑动轴承的偏心距径向滑动轴承的偏心距e随着载荷增大而随着载荷增大而 增大增大 ；随着转速增；随着转速增高而高而 减小减小 。12-17 在设计液体摩擦动压滑动轴承时，若减小相对间隙在设计液体摩擦动压滑动轴承时，若减小相对间隙，则轴承，则轴承的承载能力将的承载能力将 提高提高 ；旋转精度将；旋转精度将 提高提高 ；发热量将；发热量将 增加增加 。4212-18 非液体摩擦径向滑动轴承，按其可能的失效非液体摩擦径向滑动轴承，按其可能的失效形式应限制形式应限制 pp 、 pv pv 、 v v进行进行条件性计算。条件性计算。12-19 形成液体摩擦动压润滑的必要条件形成液体摩擦动压润滑的必要条件 相对滑动相对滑动的两表面间必须形成收敛的楔形间隙；的两表面间必须形成收敛的楔形间隙； 、有相对速度，、有相对速度，其运动方向必须使油由大端流进，小端流出；其运动方向必须使油由大端流进，小端流出； 、 润滑油润滑油必须有一定的粘度，且充分供油；必须有一定的粘度，且充分供油；而充分条件是而充分条件是 hminh 。 431224 在设计滑动轴承时，相对间隙在设计滑动轴承时，相对间隙的选取与速度和载的选取与速度和载荷的大小荷的大小 有何关系？有何关系？ 答：速度愈高，答：速度愈高，值应愈大；值应愈大； 载荷愈大，载荷愈大，值应愈小。值应愈小。12-25 验算滑动轴承的压力验算滑动轴承的压力p、速度、速度v和压力与速度的乘积和压力与速度的乘积pv，是不完全液体润滑滑轴承设计的内容，对液体动力润，是不完全液体润滑滑轴承设计的内容，对液体动力润滑滑动轴承是否需要进行此项验算？为什么？滑滑动轴承是否需要进行此项验算？为什么？ 答：也应进行此项验算。因在起动和停车阶段，滑动轴答：也应进行此项验算。因在起动和停车阶段，滑动轴承仍处在不完全液体润滑状态。另外，液体动力润滑滑动承仍处在不完全液体润滑状态。另外，液体动力润滑滑动轴承材料的选取也是根据轴承材料的选取也是根据p、pv、v值选取。值选取。三、分析与思考题三、分析与思考题4412-27 对已设计好的液体动力润滑径向滑动轴承，试分析在仅改变对已设计好的液体动力润滑径向滑动轴承，试分析在仅改变 下列参数之一时，将如何影响该轴承的承载能力。下列参数之一时，将如何影响该轴承的承载能力。 转速转速n=500r/min改为改为n=700r/min； 宽径比宽径比B/d由由1.0改为改为0.8; 润滑油由采用润滑油由采用46号全损耗系统用油改为号全损耗系统用油改为68号全损耗系统用油号全损耗系统用油 轴承孔表面粗糙度由轴承孔表面粗糙度由Rz=6.3m改为改为Rz=3.2m。答答： （1）n 承载能力承载能力 （2） B/d B承载能力承载能力 （3），承载能力，承载能力 （4）RZ，允许，允许hmin ，偏心率，偏心率，承载能力，承载能力。PCdBF24512-28 在设计液体润滑轴承时在设计液体润滑轴承时,当出现下列情况之一后当出现下列情况之一后,可考可考虑采取什么措施虑采取什么措施 ( 对每种情况提出两种改进措施对每种情况提出两种改进措施 ) ？ 当当hminhmin时时; 当条件当条件pp、vv、pv Fb ； a）b）12-31 图所示为两个尺寸相同的液体摩擦滑动轴承，其工作条件和结构参数（相对间隙、动力粘度、速度v、轴径d、轴承宽度B）完全相同。试问哪个轴承的相对偏心率较大些？哪个轴承承受径向载荷F较大？哪个轴承的耗油量Q较大些？答：偏心率：=e/ 半径间隙:=R-r(2) pCvBF22vBdqCq (1) ab（3）令耗油量（或流量）系数为Cq vBdCqq而CP 随变化48（3）令耗油量（或流量）系数为Cq vBdqCq 则：润滑油流量则：润滑油流量q=CqvBd ，由书中图1216可知：当在曲线顶点左侧时，Cq qa qb当在曲线顶点左侧时，Cq qa qb4950(3)按按 计算计算 F1955.414kN F2573.065kN 按按 计算计算 FdB p=200250 15=750kN 12-33 有一不完全液体润滑径向滑动轴承，轴颈直径有一不完全液体润滑径向滑动轴承，轴颈直径d=200mm，轴承宽度，轴承宽度B=250mm，轴承材料选用，轴承材料选用ZCuAl10Fe3，当轴转速为，当轴转速为60r/min、100r/min、500r/min时时,轴承允许的最大径向载荷各为多少轴承允许的最大径向载荷各为多少?解：查表解：查表122 ZCuAl10Fe3 p=15MPa pv=12MPa m/s v=4 m/s pdBFppvdndBFpv100060(2)按按 计算计算 v1=0.628 m/s v v2=1.047 m/s v v3=5.236 m/sv 不满足不满足 vdnv10006051一、选择题一、选择题13-1 A B、D 13-2 B D A、C 13-3 C 13-4 D 13-5 D 13-6 A 13-7 B、C 13-8 D 13-9 C 13-10 D 二、填空题二、填空题13-11 B 13-12 D 13-13 A 13-14 B 13-15 D 13-16 (1)径向承载能力最高和最低的轴承分别是径向承载能力最高和最低的轴承分别是 N316/P6 和和 51316 (2)轴向承载能力最高和最低的轴承分别是轴向承载能力最高和最低的轴承分别是 51316 和和 N316/P6 (3)极限转速最高和最低的轴承分别是极限转速最高和最低的轴承分别是 6306 /P5 和和 51316 (4)公差等级最高的轴承是公差等级最高的轴承是 6306 /P5 (5)能承受轴向径向联合载荷的轴承是能承受轴向径向联合载荷的轴承是 30306第十三章第十三章 滚动轴承滚动轴承52 12-17深沟球轴承和角接触球轴承在结构上的区别是深沟球轴承和角接触球轴承在结构上的区别是深沟深沟球轴承的外圈边沿两端厚度一样，公称接触角为球轴承的外圈边沿两端厚度一样，公称接触角为0；而角；而角接触球轴承外圈边沿两端有厚薄之分，公称接触角不为接触球轴承外圈边沿两端有厚薄之分，公称接触角不为0 ，在承受载荷上的区别是在承受载荷上的区别是深沟球轴承可以承受不大的双向深沟球轴承可以承受不大的双向轴向力，而角接触球轴承只可承受单向轴向力轴向力，而角接触球轴承只可承受单向轴向力 。1318 对于回转的滚动轴承，一般常发生疲劳点蚀破坏，对于回转的滚动轴承，一般常发生疲劳点蚀破坏，故轴承的尺寸主要按故轴承的尺寸主要按疲劳寿命疲劳寿命计算确定。计算确定。1319 对于不转、转速极低或摆动的滚动轴承，常发生对于不转、转速极低或摆动的滚动轴承，常发生塑性变形破坏，故轴承的尺寸主要按塑性变形破坏，故轴承的尺寸主要按 静强度静强度 计算确定。计算确定。13201320 滚动轴承工作时，滚动体和转动套圈的表面接触滚动轴承工作时，滚动体和转动套圈的表面接触应力特性为应力特性为 规律性非稳定的脉动循环规律性非稳定的脉动循环 ；而固定套圈接触而固定套圈接触点的接触应力特性为点的接触应力特性为 稳定的脉动循环稳定的脉动循环 。531322 滚动轴承轴系支点轴向固定常用的三种结构形式是 双支点各单向固定（两端固定）双支点各单向固定（两端固定） 、 一支点双向固定，另一端支点游动（一端固定、一端游一支点双向固定，另一端支点游动（一端固定、一端游动）动） 、 两端游动支承（两端游动）两端游动支承（两端游动） 。1323 滚动轴承预紧的目的是 提高轴承的旋转精度、支提高轴承的旋转精度、支承刚度、减小机器工作时轴的振动承刚度、减小机器工作时轴的振动 ，所谓预紧，就是指 在安装时用某种方法在轴承中产生并在安装时用某种方法在轴承中产生并保持一轴向力，以消除轴承中的游隙保持一轴向力，以消除轴承中的游隙。324 滚动轴承的内径和外径的公差带均为精度不同数值精度不同数值较小的负偏差较小的负偏差，而且统一采用上偏差为 0 ，下偏差为 负值负值 的分布。541325 滚动轴承的密封的目的是为了防止灰尘、水、为了防止灰尘、水、酸气和其它杂物进入轴承，并阻止润滑油流失酸气和其它杂物进入轴承，并阻止润滑油流失 ，滚动轴承常用的三种密封方法为 接触式密封（中低速）接触式密封（中低速）、非接非接触式密封（高速）触式密封（高速）、 混合式密封（密封效果较好）混合式密封（密封效果较好） 。551327 为什么30000型和70000型轴承常成对使用？成对使用时，什么叫正装及反装？什么叫“面对面”及“背靠背”安装？试比较正装及反装的特点。答：答：30000型和型和70000型轴承只能承受单方向的轴向力，型轴承只能承受单方向的轴向力，成对安装时才能承受双向轴向力。同时这两类轴承的公成对安装时才能承受双向轴向力。同时这两类轴承的公称接触角称接触角大于零，承受径向载荷时会产生内部轴向力大于零，承受径向载荷时会产生内部轴向力，为避免轴在内部轴向力作用下产生轴向移动。，为避免轴在内部轴向力作用下产生轴向移动。 正装和反装是对轴的两个支承而言，两个支承上的正装和反装是对轴的两个支承而言，两个支承上的轴承外套圈薄边相对（大口径）安装叫正装，外套圈厚轴承外套圈薄边相对（大口径）安装叫正装，外套圈厚边相对（小口径）安装叫反装。边相对（小口径）安装叫反装。“面对面面对面”和和“背靠背背靠背”安装是对轴的一个支承而言，一个支承上的两个轴承安装是对轴的一个支承而言，一个支承上的两个轴承大口径相对为大口径相对为“面对面面对面”安装，小口径相对为安装，小口径相对为“背靠背背靠背”安装。安装。正装：轴热伸长可能会使轴承卡死；正装：轴热伸长可能会使轴承卡死；反装：轴热伸长会使受载滚动体个数减少。反装：轴热伸长会使受载滚动体个数减少。 561328滚动轴承的寿命与基本额定寿命有何区别？按公式L=(C/P)计算出的L是什么含义？答：轴承的寿命是指出现点蚀前的寿命（转速），是一般答：轴承的寿命是指出现点蚀前的寿命（转速），是一般概念的寿命。在一批轴承中，各个轴承的寿命离散性很大概念的寿命。在一批轴承中，各个轴承的寿命离散性很大。而基本额定寿命是指对于点蚀失效具有。而基本额定寿命是指对于点蚀失效具有90%90%可靠度的寿可靠度的寿命。是一个特定意义的寿命。命。是一个特定意义的寿命。L L=(C/P)=(C/P) 中的中的L L为轴承的基为轴承的基本额定寿命，单位为本额定寿命，单位为10106 6转。转。1329 滚动轴承基本额定动载荷C的含义是什么？当滚动轴承上作用的当量动载荷不超过C值时，轴承是否就不会发生点蚀破坏？为什么？答：C C的含义见教材。的含义见教材。当当PCPC时，轴承是否发生点蚀要具体分析。当说要求的时，轴承是否发生点蚀要具体分析。当说要求的工作寿命等于工作寿命等于(C/P)(C/P) 时，出现点蚀的概率为时，出现点蚀的概率为10%10%；大于；大于(C/P)(C/P) 时，时，概率大于概率大于10%10%；小于；小于(C/P)(C/P) 时，时，概率小于概率小于10%10%。总有点蚀出现的可能性，仅概率大小不同。总有点蚀出现的可能性，仅概率大小不同。 57330 对同一型号的滚动轴承，在某一工作状况下的基本额定寿命为L。若其它条件不变，仅将轴承所受的当量动载荷增加一倍，轴承的基本额定寿命将为多少？答：对于球轴承，当P2P，LPCPCL81)(81)2(33对于滚子轴承，当P2P，LPCPCL1 .101)(1 .101)2(3103101331 滚动轴承常见的失效形式有哪些？公式L=(C/P)是针对哪种失效形式建立起来的？答：滚动轴承常见的失效形式有：疲劳点蚀、塑性变形、磨粒磨损、粘着磨损（胶合）等。公式L=(C/P)是针对疲劳点蚀失效形式建立起来的。 581333 什么类型的滚动轴承在安装时要调整轴承游什么类型的滚动轴承在安装时要调整轴承游隙？常用哪些方法调整轴承游隙？隙？常用哪些方法调整轴承游隙？答：答：29000、30000、70000、51000、52000型轴承的型轴承的游隙大小是可变的，安装时应根据使用要求进行调整。游隙大小是可变的，安装时应根据使用要求进行调整。其它轴承都有规定的游隙系列，使用时通常不调整游其它轴承都有规定的游隙系列，使用时通常不调整游隙。游隙的大小可通过垫片、调整螺母等方法进项调隙。游隙的大小可通过垫片、调整螺母等方法进项调整整591334 滚动轴承支承的轴系，其轴向固定的典型结构形滚动轴承支承的轴系，其轴向固定的典型结构形式有三类：式有三类：1.两支点各单向固定两支点各单向固定;2.一支点双向固定，另一一支点双向固定，另一支点游动支点游动;3.两支点游动。试问这三种类型各适用什么场合？两支点游动。试问这三种类型各适用什么场合？答：两支点各单向固定的支承方式用于工作温度变化较小答：两支点各单向固定的支承方式用于工作温度变化较小且支承跨度不大的短轴；且支承跨度不大的短轴； 一支点双向固定，另一支点游动的支承方式用于工作一支点双向固定，另一支点游动的支承方式用于工作温度变化较大且支承跨度较大的长轴；温度变化较大且支承跨度较大的长轴； 两支点游动的支承方式用于人字齿轮的游动齿轮轴。两支点游动的支承方式用于人字齿轮的游动齿轮轴。601335 一高速旋转、传递较大功率且支承跨距较大的蜗一高速旋转、传递较大功率且支承跨距较大的蜗杆轴，采用一对正装的圆锥滚子轴承作为支承。是否合杆轴，采用一对正装的圆锥滚子轴承作为支承。是否合适？为什么？适？为什么？答：因为蜗杆传动效率低。若传递功率大，转速高，则答：因为蜗杆传动效率低。若传递功率大，转速高，则温升大。蜗杆采用正装结构时，蜗杆轴热伸长会使轴承温升大。蜗杆采用正装结构时，蜗杆轴热伸长会使轴承卡死。如果采用反装结构，轴伸长不会使轴承卡死，但卡死。如果采用反装结构，轴伸长不会使轴承卡死，但会使受载滚动体个数减少。因此，对这种蜗杆传动应采会使受载滚动体个数减少。因此，对这种蜗杆传动应采用一端双向固定，一端游动的支承方案。用一端双向固定，一端游动的支承方案。 611336 1336 滚动轴承的回转套圈和不回转套圈与轴颈或机座滚动轴承的回转套圈和不回转套圈与轴颈或机座装配时所采用的配合性质有何不同？常选用什么配合？其装配时所采用的配合性质有何不同？常选用什么配合？其配合的松紧程度与圆柱公差标准中相同配合有何不同？配合的松紧程度与圆柱公差标准中相同配合有何不同？答：滚动轴承回转套圈与轴颈或机座的配合应紧一些，常答：滚动轴承回转套圈与轴颈或机座的配合应紧一些，常选用过盈配合；不回转套圈与轴颈或机座的配合应松一些选用过盈配合；不回转套圈与轴颈或机座的配合应松一些，常选用间隙或过渡配合，目的在于允许其略有转动，工，常选用间隙或过渡配合，目的在于允许其略有转动，工作中可适当改变套圈的受力位置，对提高寿命有利。作中可适当改变套圈的受力位置，对提高寿命有利。 动轴承是标准件，配合应以它为基准。滚动轴承内动轴承是标准件，配合应以它为基准。滚动轴承内孔的尺寸公差带采用上偏差为零、下偏差为负的分布，这孔的尺寸公差带采用上偏差为零、下偏差为负的分布，这与通常的基孔制配合中基准孔的尺寸公差带不同，因而滚与通常的基孔制配合中基准孔的尺寸公差带不同，因而滚动轴承内圈配合在采用同样的配合符号时，比通常圆柱公动轴承内圈配合在采用同样的配合符号时，比通常圆柱公差标准中的基孔制配合略紧。滚动轴承外圈与机座孔的配差标准中的基孔制配合略紧。滚动轴承外圈与机座孔的配合与圆柱公差标准中规定的基轴制同类配合相比较，配合合与圆柱公差标准中规定的基轴制同类配合相比较，配合性质的类别基本一致，但由于轴承外径的公差值较小，因性质的类别基本一致，但由于轴承外径的公差值较小，因而配合也较紧。而配合也较紧。621337 在圆锥齿轮传动中，小圆锥齿轮的轴常支承在套在圆锥齿轮传动中，小圆锥齿轮的轴常支承在套杯里，采用这种结构形式有何优点？杯里，采用这种结构形式有何优点？答：采用这种结构形式有利于答：采用这种结构形式有利于调整小圆锥齿轮轴的位置调整小圆锥齿轮轴的位置，目的在于保证锥顶重合，保证全齿宽啮合。目的在于保证锥顶重合，保证全齿宽啮合。631341 某转轴由一对代号为某转轴由一对代号为30312的圆锥滚子轴承支承，的圆锥滚子轴承支承，轴上斜齿轮的轴向分力轴上斜齿轮的轴向分力Fa=5000N，方向如图。已知两轴，方向如图。已知两轴承的径向支反力承的径向支反力Fr1=13600N,Fr2=22100N。轴的转速。轴的转速n=720r/min，运转中有中等冲击，轴承工作温度小于，运转中有中等冲击，轴承工作温度小于120C。试计算轴承的寿命。试计算轴承的寿命。 Fr1Fr2Fae21Fd2Fd1四、设计计算题四、设计计算题解：由解：由机设机设表表13-7知：知：Fd=Fr/(2y) 由由机设课程设计机设课程设计查查得得30312圆锥滚子轴承：圆锥滚子轴承：74140345051.ctg.y,.tg.e ,95278.12017512 KNCr162NFFNyFFrdrd635148. 32210074. 12,390874. 121360022211方向如图示方向如图示64Fr1Fr2Fae21Fd2Fd121890850003908dadFNFF轴承轴承2压紧，轴承压紧，轴承1放松放松NFFFNFFadada8908,39081211NFfPeFFrpra)2448016320(13600)8 . 12 . 1 (,287. 0136003908111165hPCnLPPrh)18096987(43812292081620007206010601031063102612NyFxFfPeFFarpra)4381229208()890874. 1221004 . 0)(8 . 12 . 1 ()(,40. 022100890822222661342 如图所示，安装有两个斜齿圆柱齿轮的转轴由一对代号为7210AC的轴承支承。已知两齿轮上的轴向分力分别为Fae1=3000N，Fae2=5000N，方向如图。轴承所受径向载荷Fr1=8600N，Fr2=12500N。求两轴承的轴向力Fa1、Fa2；当量动载荷Pr1、Pr2。Fae1Fae221Fd2Fd1Fr2Fr1 解：由机设表13-7知：Fd=0.68Fr 由机设课程设计查得7210AC轴承： KNCKNCeyxrr2 .25,5 .3168. 0,87. 0,41. 00,85001250068. 0,5848860068. 021NFNFdd方向如图示 67Fae1Fae221Fd2Fd1Fr2Fr1NFFNFFaedaed1350088482211轴承1“压紧”，轴承2“放松”， ,8500,10500221221NFFNFFFFdaaeaedaNyFxFfPeFFarPrra)1519312661()1050087. 0860041. 0)(2 . 10 . 1 ()(,86001050011111NFfPeFFrPrra)1500012500(12500)2 . 10 . 1 (,68. 01250085002222681343 一对7210AC轴承分别受径向力Fr1=8000N，Fr2=5200N，轴上作用FA力（方向如图）。试求下列情况下各轴承的内部轴向力Fd及轴向力Fa。(1)FA=2200N；(2)FA=900N；(3)FA=1904N；(4)FA=0N。FAFr1Fr221Fd2Fd1解：由机设表13-7知：Fd=0.68Fr ,3536520
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