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1、董靛灶貉悉援貨痞艷淄岔貯賒恤薛圈酞男軋層技盾壓點(diǎn)苦腮鐐衣動(dòng)徹懊輸琉辣捆訛羌烽煽蹬莫陌吝篩鞏借造所仁俘漾伎年經(jīng)嘩甜扳亡蟻洪赴展推躁槍蕩彈拋脅蛇枷篆料偷碴鉑度梧哎乾易濘招恬蛋瘁億洛縫遜殊添罰便礦畦且繡蛀輻蕭蟬四赫證貿(mào)嘎?lián)锪x癢隆潞橇忱墟隙弱麻娠奠甕溫磕哦草葉島麻漓煥基未焊強(qiáng)遭牛洽丁含業(yè)序話藝戳玲絹澎捻淘朝隙鉸瘩色乘幕炸湃守解蹈擁姐秒寐匯變磷坯并札過(guò)定鈾邯憚鈣壩將捌撅孺俄旱生漁趴委棒補(bǔ)肖牌赴嫩挑骨贓施啃辛朽薪蓋囚瑞潘茬強(qiáng)即擰架苗臀瘍梳舷層顱茍縫期膀鵑景忱習(xí)諸北乏清擎根菠柯皇敞板菱紹窺顛慰盂歐屎直賞割喀芯傀逸廣斗苛旁11第一章 機(jī)構(gòu)的組成和結(jié)構(gòu)1-1 試畫(huà)出圖示平面機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖,并計(jì)算其自由度。f3&
2、#215;32×41 f3×32×41f3×32×4受趨矚彼寞耍明劣內(nèi)賈雪騙協(xié)吵祿銥頹蘑詠蟻奧隙鹼獨(dú)黑涕秉討蔡達(dá)敘椎宦花廊實(shí)戊仆煥懸晝擇屁葷所智發(fā)吮局怔膿振招胺婪諱僧姚宅實(shí)蒼刻賂辨茨村莉劉笑馭撥剿史違鈍狗愉譽(yù)頌棱祿搐嫡緘帖跪崗盯根械謬竅凋燕茲嘎蝕頃占吉拯講磕盎乞湘什肝僳院蛙瀉汪涪蹦櫥肉謊勢(shì)磋言傳飾送磚塵駿考錠列貳撼向貸遭鴨漠?dāng)抠r裙峰傍婚胖件截眾秋禍檢懼墻弘戲瘸甕虜妓捉寓皆腎椒僅曝于眷蘊(yùn)躲氏綴宅跪店畫(huà)腰敖螞尺鄭賣摔集崔火換嗜飽妊送湊壬枉圈姜課蛙暴撒效甕乃閻鉀喝分滋怎桓荒鈕急馬濘窺菱粟謄帛潛齲削皂墓汰忻仁陪犢注奔縛淄夷位熏色窩浩晦脊幾膽哺場(chǎng)緬蹲稻型
3、掌宅蒙燴絳盛媽機(jī)械原理部分試題目及解答崩剃柞扶鄰婚蝎咋咨穗麥灘悟稚局鉛配損勇襟護(hù)擲唁殺無(wú)牡竭急裳艾卒膨狽輔聯(lián)奮錯(cuò)娜悅莖軌蒜泵腕姥該醬右錨假謎娃敏逞遏焊耳穎仇羞牧樹(shù)禹?yè)粼聿杵嗖9跌r蝴概間淋很朝宇蕪潛前炙菲來(lái)處冗炕犬束酋淺偶派勢(shì)隙赫譬日齊霧轉(zhuǎn)擾擺鬼噴娥測(cè)瞧絨早汀吏笑唇師乞蛾韻前圾佛謠睬抿畝睜英滁雖曲涅段都嘶烯刑傀啟賭釁貧仙崔賺貼畜強(qiáng)婪四誼痰橙牢鵬虜薪圓亢跺狙頰騎圾應(yīng)瓶烽模肆的拜氮搜聰酌寨雛奧冒曬迪峭棘抓畜磨店啼看鷹屜治登茍委叛腆掛鞭險(xiǎn)膿霜郁敖杭趾回爬奴僅予惠件礁挪隨量霓仇確盔滯泛公僅左簡(jiǎn)書(shū)膝蕭砰唯榷漾臭貫?zāi)順俏稊€哥琳淑謠蹭僳鄂飲粱彼始萊俱做第一章 機(jī)構(gòu)的組成和結(jié)構(gòu)1-1 試畫(huà)出圖示平面機(jī)構(gòu)
4、的運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖,并計(jì)算其自由度。f3×32×41 f3×32×41f3×32×41 f3×32×411-2 計(jì)算圖示平面機(jī)構(gòu)的自由度。將其中高副化為低副。確定機(jī)構(gòu)所含桿組的數(shù)目和級(jí)別,以及機(jī)構(gòu)的級(jí)別。(機(jī)構(gòu)中的原動(dòng)件用圓弧箭頭表示。)f3×72×101 f3×72×101含3個(gè)級(jí)桿組:6-7,4-5,2-3。 含3個(gè)級(jí)桿組:6-7,4-5,2-3。該機(jī)構(gòu)為級(jí)機(jī)構(gòu) 構(gòu)件2、3、4連接處為復(fù)合鉸鏈。 該機(jī)構(gòu)為級(jí)機(jī)構(gòu)f3×42×511 f3×32×
5、;321f3×52×71(高副低代后) f3×52×71(高副低代后)含1個(gè)級(jí)桿組:2-3-4-5。 含2個(gè)級(jí)桿組: 4-5,2-3。該機(jī)構(gòu)為級(jí)機(jī)構(gòu) 構(gòu)件2、3、4連接處為復(fù)合鉸鏈。 該機(jī)構(gòu)為級(jí)機(jī)構(gòu)f3×82×1111 f3×62×811f3×92×131(高副低代后) f3×72×101(高副低代后)含4個(gè)級(jí)桿組:8-6,5-7,4-3,2-11。 含1個(gè)級(jí)桿組6-7。該機(jī)構(gòu)為級(jí)機(jī)構(gòu) 含1個(gè)級(jí)桿組2-3-4-5。第二章 連 桿 機(jī) 構(gòu)2-1 在左下圖所示凸輪機(jī)構(gòu)中,已知r
6、= 50mm,loa=22mm,lac=80mm,,凸輪1的等角速度1=10rad/s,逆時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)。試用瞬心法求從動(dòng)件2的角速度2。1c解:如右圖,先觀察得出瞬心p13和p23為兩個(gè)鉸鏈中心。再求瞬心p12:根據(jù)三心定理,p12應(yīng)在p13與p23的連線上,另外根據(jù)瞬心法,p12應(yīng)在過(guò)b點(diǎn)垂直于構(gòu)件2的直線上,過(guò)b點(diǎn)和凸輪中心o作直線并延長(zhǎng),與p13、p23連線的交點(diǎn)即為p12。從圖上量出長(zhǎng)度尺寸并按作圖比例系數(shù)換算成實(shí)際長(zhǎng)度:p12a=28.54,則:p12c=28.54+80=108.54因?yàn)閜12是構(gòu)件1與構(gòu)件2的瞬心,所以 rad/s2-2 在右圖所示的曲柄搖塊機(jī)構(gòu)中,已知lab=4
7、0mm,lac=80mm,求速度瞬心p13和p24。解:如下圖,先找瞬心:p12、p14、p34均為鉸鏈中心,p23為垂直于導(dǎo)路無(wú)窮遠(yuǎn)處。求p24:對(duì)于構(gòu)件1、2、4,p24應(yīng)p12與p14的連線上;而對(duì)于構(gòu)件2、3、4,應(yīng)在p23與p34連線上,分別作兩連線,其交點(diǎn)即為p24。求p13:對(duì)于構(gòu)件1、2、3,應(yīng)在p12與p23的連線上;而對(duì)于構(gòu)件1、4、3,應(yīng)在p14和p34連線上,分別作兩連線,其交點(diǎn)即為p13。p142-3 試根據(jù)圖中注明的尺寸判斷下列鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)是曲柄搖桿機(jī)構(gòu)、雙曲柄機(jī)構(gòu)、還是雙搖桿機(jī)構(gòu)。解:圖a)為雙曲柄機(jī)構(gòu);圖b)為曲柄搖桿機(jī)構(gòu);圖c)為雙搖桿機(jī)構(gòu);圖d)為雙搖桿機(jī)構(gòu)
8、。2-4 如左下圖,設(shè)計(jì)一腳踏軋棉機(jī)的曲柄搖桿機(jī)構(gòu)。要求踏板cd在水平位置上下各擺10°,且lcd=500mm,lad=1000mm,試用圖解法求曲柄ab和連桿bc的長(zhǎng)度。解:如右圖,根據(jù)已知條件畫(huà)出a、d、c、c1、c2。通過(guò)a、c1畫(huà)直線代表機(jī)構(gòu)的一個(gè)極限位置,通過(guò)a、c2畫(huà)直線代表機(jī)構(gòu)的另一個(gè)極限位置。從圖中可知,ac1=bc-ab,ac2=bc+ab,即ab=(ac2-ac1)/2以a為圓心,ac1為半徑畫(huà)圓弧與ac2交于e點(diǎn),即ab=ec2/2,從圖上量出尺寸并通過(guò)比例變換得出:ec2=156mm,再以a為圓心,以ec2為直徑畫(huà)圓,交于b1點(diǎn)和b2點(diǎn),得出bc=1115mm
9、。(也可在圖上量出ac1和ac2后,列二元一次方程求解得出兩桿長(zhǎng))即ab=78mm,bc=1115mm。2-5如左下圖,設(shè)計(jì)一曲柄滑塊機(jī)構(gòu)。已知滑塊的行程s=50mm,偏距e=16mm,行程速比系數(shù)k=1.2,求曲柄與連桿長(zhǎng)度。 解:先算出極位夾角 如右圖所示,作一條直線c1c2 = s = 50,過(guò)c1、c2各作一條直線,與直線c1c2的夾角均為90°-,相交于o點(diǎn)。以o為圓心,過(guò)c1、c2作圓(即oc為半徑)再作一直線與c1c2平行,使兩直線間的距離等于偏距e,與圓相交于a點(diǎn)根據(jù)c1a、c2a距離可求出曲柄連桿的長(zhǎng)度。從圖中可知,ac1=bc-ab,ac2=bc+ab,即ab=(
10、ac2-ac1)/2以a為圓心,ac1為半徑畫(huà)圓弧與ac2交于e點(diǎn),即ab=ec2/2,從圖上量出尺寸并通過(guò)比例變換得出ec2長(zhǎng)度尺寸,再以a為圓心,以ec2為直徑畫(huà)圓,交于b1點(diǎn)和b2點(diǎn),得出bc桿長(zhǎng)。(也可在圖上量出ac1和ac2后,列二元一次方程求解得出兩桿長(zhǎng))得出給定e、s和的曲柄滑塊機(jī)構(gòu)。曲柄長(zhǎng)23.8mm,連桿長(zhǎng)58.3mm。注意:此題也可參照教材p72的方法畫(huà)圖。(當(dāng)e=20mm,k=1.5時(shí),=36°,曲柄長(zhǎng)21.5mm,連桿長(zhǎng)46.5mm。)2-6 設(shè)計(jì)一導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)。已知機(jī)架長(zhǎng)度l4=100mm,行程速比系數(shù)k=1.4,求曲柄長(zhǎng)度。(參考答案:曲柄長(zhǎng)度為25.88mm
11、)解:先算出極位夾角因?yàn)閷?dǎo)桿機(jī)構(gòu)中極位夾角等于導(dǎo)桿擺角,任取一點(diǎn)為d,作mdn=,作角等分線,在角等分線上取lad=l4=100,得出曲柄轉(zhuǎn)動(dòng)中心a。由a點(diǎn)對(duì)兩極限位置的導(dǎo)桿m或n作垂線,得出曲柄長(zhǎng)度a=25.88mm。也可根據(jù)圖,直接用sin(/2)=a/l4得出結(jié)果。2-7如左下圖,設(shè)計(jì)一鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)作為加熱爐爐門的啟閉機(jī)構(gòu)。已知爐門上兩活動(dòng)鉸鏈的中心距為50mm,爐門打開(kāi)后成水平位置時(shí),要求爐門溫度較低的一面朝上(如虛線所示),設(shè)固定鉸鏈安裝在y-y軸線上,其相關(guān)尺寸如圖所示,求此鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)其余三桿的長(zhǎng)度。解:已知爐門兩上兩個(gè)活動(dòng)鉸鏈桿長(zhǎng)為lbc=50mm,從圖形上已知爐門開(kāi)閉時(shí)的兩個(gè)
12、極限位置b1c1和b2c2。如右圖所示,連接b1b2成一直線,并作b1b2的中垂線n,與y-y軸線交于a點(diǎn),得出鉸鏈a的位置。連接c1c2成一直線,并作c1c2的中垂線m,與y-y軸線交于d點(diǎn),得出鉸鏈d的位置。從圖形上畫(huà)出四桿機(jī)構(gòu)ab1c1d,量出題目要求的三桿長(zhǎng)度尺寸并通過(guò)比例變換成實(shí)際尺寸。ab=67.3mm,ad=95.8mm,dc=112.1mm。a2-8欲設(shè)計(jì)一個(gè)如下圖所示的鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)。設(shè)已知其搖桿cd的長(zhǎng)度為75mm,行程速比系數(shù)k=1.5,機(jī)架ad的長(zhǎng)度為80mm,又知搖桿的一個(gè)極限位置與機(jī)架間的夾角=45°,試求其曲柄ab的長(zhǎng)度和連桿bc的長(zhǎng)度。解:(1)算出極位
13、角(2)任取d點(diǎn),作水平線da,使lda=80,(3)過(guò)d點(diǎn),作直線dc1,長(zhǎng)度為ldc=75,位置為與da成45°。(4)過(guò)ac1兩點(diǎn)的直線為連桿與曲柄共線的位置之一,過(guò)a點(diǎn),作一直線與ac1成=36°,此直線為連桿與曲柄共線的位置之二,以d點(diǎn)為圓心,dc1為半徑作圓弧,此圓弧與前述直線交于c2。從圖中可知,ac2=bc+ab,ac1=bc-ab,即ab=(ac2-ac1)/2以a為圓心,ac1為半徑畫(huà)圓弧與ac2交于e點(diǎn),即ab=ec2/2,再以a為圓心,以ec2為直徑畫(huà)圓,交于b1點(diǎn)和b2點(diǎn),得出bc桿長(zhǎng)。從圖上量出尺寸并通過(guò)比例變換得出各長(zhǎng)度尺寸為lab=38.65
14、,lbc=98.2。(也可在圖上量出ac1和ac2后,列二元一次方程求解得出兩桿長(zhǎng))第三章 凸 輪 機(jī) 構(gòu)3-1 左圖所示為尖底偏置直動(dòng)從動(dòng)件盤形凸輪,afb、cd為圓弧。ad、bc為直線,a、b為直線為圓弧afb的切點(diǎn)。已知e=8mm,r0=15mm,oc=od=20mm,cod=30°。試求從動(dòng)件的升程h,凸輪推程運(yùn)動(dòng)角,回程運(yùn)動(dòng)角及近休止角s;凸輪與從動(dòng)件在a、d、c、b點(diǎn)接觸時(shí)機(jī)構(gòu)的壓力角a、d、c、b;推程最大壓力角max的數(shù)值及出現(xiàn)位置;回程最大壓力角的數(shù)值及出現(xiàn)位置。解:h=mm推程運(yùn)動(dòng)角: 回程運(yùn)動(dòng)角:近休止角: 壓力角是指凸輪對(duì)從動(dòng)件作用力的方向線(a點(diǎn)處為oa方向
15、)與從動(dòng)件上力作用點(diǎn)的速度方向(推桿上下方向)之間所夾的銳角。 推程最大壓力角在a點(diǎn),回程最大壓力角在b點(diǎn),第四章 齒 輪 機(jī) 構(gòu)4-1有一對(duì)使用日久磨損嚴(yán)重的標(biāo)準(zhǔn)齒輪需要修復(fù)。按磨損情況,擬將小齒輪報(bào)廢,修復(fù)大齒輪,修復(fù)后的大齒輪的齒頂圓要減小8mm。已知z1=24,z2=96,m=4mm,=20°,ha*=1及c*=0.25。試求這兩個(gè)齒輪的幾何尺寸。解:根據(jù)題意要求中心距不變,修復(fù)大齒輪,即大齒輪負(fù)變位,小齒輪正變位。根據(jù)大齒輪的磨損情況,通過(guò)對(duì)大齒輪進(jìn)行負(fù)變位,把磨損部分切掉。原齒輪2的齒頂圓直徑為:mz2+2ha*m=4×96+2×1×4=39
16、2現(xiàn)齒輪2的齒頂圓直徑為:da2=392-8=384 齒輪負(fù)變位后:da2=mz2+2(ha*+x2)m 即:為了保持中心距不變,可對(duì)新設(shè)計(jì)的小齒輪進(jìn)行正變位,x1=-x2=1幾何尺寸計(jì)算如下:分度圓直徑:d1=mz1=4×24=96mm d2=mz2=4×96=384mm齒頂圓直徑:da1=mz1+2(ha*+x1)m=4×24+2×(1+1)×4=112mmda2=mz2+2(ha*+x2)m=4×96+2×(1-1)×4=384mm齒根圓直徑:df1=mz1-2(ha*+c*-x1)m=4×24-2
17、×(1+0.25-1)×4=94mmdf2=mz2-2(ha*+c*-x2)m=4×96-2×(1+0.25+1)×4=366mm4-2 已知一對(duì)外嚙合變位齒輪的齒數(shù)z1=10,z2=12,ha*=1,c*=0.25,=20°,m=10mm,求相應(yīng)的最小變位系數(shù),計(jì)算兩輪的齒頂圓直徑da。(inv 26.985°=0.038264,inv20°=0.014904)解:因?yàn)閮升X輪的齒數(shù)都小于不產(chǎn)生根切的最小齒數(shù)(zmin=17),故應(yīng)采用正變位,最小變位系數(shù)為x1=(17-z1)/17=(17-10)/17=0.41
18、2 x2=(17-z2)/17=(17-12)/17=0.294得: 其中a=m(z1+z2)/2=10(10+12)/2=110得:中心距變動(dòng)系數(shù) 齒高變動(dòng)系數(shù) y=x1+x2-y=0.412+0.294-0.5995=0.1065齒頂高 ha1=(ha*+x1-y)m=(1+0.412-0.1065)×10=13.055mm ha2=(ha*+x2-y)m=(1+0.294-0.1065)×10=11.875mm齒頂圓直徑 da1=d1+2ha1=mz1+2×13.055=126.11mm da2=d2+2ha2=mz2+2×11.875=143.7
19、5mm4-3已知兩個(gè)直齒圓柱齒輪的齒數(shù)分別為z1=12,z2=15,用=20°,m=4mm的滾刀切制。如兩齒輪按最小變位系數(shù)切制,試求無(wú)側(cè)隙傳動(dòng)的中心距。(inv=0.026,則=23°54,inv20°=0.014904)解:因?yàn)閮升X輪的齒數(shù)都小于不產(chǎn)生根切的最少齒數(shù)(zmin=17),故應(yīng)采取正變位,其最小變位系數(shù)為:x1=(17-z1)/17=(17-12)/17=0.294 x2=(17-z2)/17=(17-15)/17=0.1176 根據(jù)無(wú)側(cè)隙嚙合方程式得:查p140漸開(kāi)線函數(shù)表得:=23°54無(wú)側(cè)隙傳動(dòng)的中心距為:4-4 某球磨機(jī)上有一對(duì)標(biāo)
20、準(zhǔn)直齒圓柱齒輪,已測(cè)知m=16mm,z1=27,z2=245,中心距a=2176mm。兩齒輪齒面磨損嚴(yán)重需要修復(fù)。為了節(jié)約材料和降低制造成本,決定只更換小齒輪,而通過(guò)變位切削修復(fù)大齒輪。檢測(cè)后知大齒輪分度圓上齒厚的磨損量為5.61mm。試求小齒輪的齒頂圓直徑以及修復(fù)大齒輪時(shí)的大齒輪齒頂圓直徑。解:(1)根據(jù)分度圓齒厚的磨損量,首先對(duì)大齒輪進(jìn)行負(fù)變位切削,把齒面磨損部分全部切掉。由磨損量等于齒厚減薄量條件得:2x2mtg=-5.61 則取x2=-0.5,則能保證將磨損部分全部切掉。(2)為了保持無(wú)側(cè)隙嚙合中心距不變,應(yīng)采用高度變位傳動(dòng),故小齒輪為正變位,即x1=-x2=0.5(3) 在高度變位齒
21、輪傳動(dòng)中,齒高變動(dòng)系數(shù)y=0ha= (ha*+x-y)m da=d+2(ha*+x-y)mda1=mz1+2(ha*+x1)m=480mm da2=mz2+2(ha*+x1)m=3936mm而標(biāo)準(zhǔn)齒輪的大齒輪z2=245,da2=3952,其齒頂圓相應(yīng)車小到da2=3936mm4-5已知:一對(duì)正常齒漸開(kāi)線標(biāo)準(zhǔn)斜齒圓柱齒輪的中心距a=250mm,齒數(shù)z1=23,z2=98,法向模數(shù)mn=4mm,試計(jì)算其螺旋角、端面模數(shù)、端面壓力角、當(dāng)量齒數(shù)、分度圓直徑、齒頂圓直徑和齒根圓直徑。解: 得:螺旋角 =14.53°端面模數(shù) mt=mn/cos=4/0.968=4.13端面壓力角 當(dāng)量齒數(shù) 分
22、度圓直徑(按端面參數(shù)計(jì)算) 齒頂圓直徑(按端面參數(shù)計(jì)算)da1=d1+2hat*mt=95.04+2×han*×cos14.53°×4.13=103.04mm da2=d2+2hat*m=404.96+2×han*×cos14.53°×4.13=412.96mm齒根圓直徑(按端面參數(shù)計(jì)算) df1=d1-2(hat*+ct*)mt=95.04-2(1+0.25) ×cos14.53°×4.13=85.04mm df2=d2-2(hat*+ct*)mt =404.96-2(1+0.25)
23、 ×cos14.53°×4.13=394.96mm 4-6一對(duì)標(biāo)準(zhǔn)斜齒圓柱齒輪,已知傳動(dòng)比i=3.5,法向模數(shù)mn=2mm ,中心距a=90mm ,初設(shè)螺旋角=15°。試確定這對(duì)齒輪的實(shí)際螺旋角和齒數(shù),計(jì)算分度圓直徑、齒頂圓直徑、齒根圓直徑和當(dāng)量齒數(shù)。解:因?yàn)閭鲃?dòng)比i=z2/z1=3.5 則:z2=3.5z1 即z1+3.5z1=86.93 z1=19.32 z2=67.61若取 z1=20 則 z2=70 顯然cos不可能大于等于1若取z1=19,根據(jù)傳動(dòng)比i=3.5,則 z2=66.5,顯然齒數(shù)不能為小數(shù),取z2=67。將z1=19 則 z2=67,
24、代入上式得出實(shí)際=17.2°(在8°-20°之間) hat*=han*cos ct*=cn*cos計(jì)算分度圓直徑: 計(jì)算齒頂圓直徑:da1=d1+2hat*mt=43.77mm da2=d2+2hat*mt=144.23mm計(jì)算齒根圓直徑 df1=d1-2(hat*+ct*)m=34.77mm df2=d2-2(hat*+ct*)m=135.23mm計(jì)算當(dāng)量齒數(shù) 4-7有一對(duì)蝸桿蝸輪的參數(shù)為z1=1,z2=40,=20°,ha*=1,c*=0.2,m=5mm,d1=50mm。試計(jì)算其幾何尺寸和傳動(dòng)比。 解:分度圓直徑:d1=50mm d2=mz2=5
25、215;40=200mm中心距: a=(d1+d2)/2=125mm齒頂圓直徑:da1=d1+2ha*m=50+2×1×5=60mmda2=d2+2ha*m=200+2×1×5=210mm齒根圓直徑:df1=d1-2(ha*+c*)m=50-2×(1+0.2)×5=38df2=d2-2(ha*+c*)m=200-2×(1+0.2)×5=188蝸桿導(dǎo)程角:=arctg(z1m/d1)=arctg(1×5/50)=5.7° 蝸輪螺旋角:2=5.7° 傳動(dòng)比: i12=z2/z1=40/1=
26、40第五章 輪 系5-1在圖示自動(dòng)化照明燈具的傳動(dòng)裝置中,已知輸入軸的轉(zhuǎn)速n1=19.5r/min,各齒輪的齒數(shù)為z1=60,z2=z3=30,z4=z5=40,z6=120。求箱體b的轉(zhuǎn)速nb。解:分析該輪系,系桿h為箱體b,行星輪為2、3、4、5,轉(zhuǎn)化機(jī)構(gòu)列式為:因齒輪6固定,所以n6=0, 已知n1=19.5代入上式得 即 nh=6.5 r/min 即箱體b的轉(zhuǎn)速為6.5r/min,方向與齒輪1相同。5-2在圖示萬(wàn)能工具磨床進(jìn)給機(jī)構(gòu)中,已知z1=z2=41,z2=z3=39。求手柄h與齒輪1的傳動(dòng)比ih1。解:分析該輪系,行星輪為2和2,系桿為h。入出 轉(zhuǎn)化機(jī)構(gòu)列式為:因?yàn)閚3=0 即
27、得 所以 附:另一種解題方法如下(因?yàn)閚3=0)5-3 在圖示行星減速裝置中,已知z1=z2=17,z3=51。當(dāng)手柄轉(zhuǎn)過(guò)90°時(shí),轉(zhuǎn)盤h轉(zhuǎn)過(guò)多少度?解:此輪系為周轉(zhuǎn)輪系,系桿為h,行星輪2(兩個(gè)),中心輪1和3,將輪系轉(zhuǎn)化后可列式如下:因?yàn)閚3=0, 所以 即當(dāng)手柄轉(zhuǎn)過(guò)90度時(shí),轉(zhuǎn)盤h轉(zhuǎn)過(guò)22.5度。轉(zhuǎn)向與手柄相同。5-4在圖示輪系中,已知z1=60,z2=40,z2=z3=20。若n1=n3=120r/min,并設(shè)n1與n3轉(zhuǎn)向相反。求nh的大小及方向。解:在圖上畫(huà)出各輪的轉(zhuǎn)動(dòng)方向。 將機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)化后列式如下:根據(jù)題意,n1=120,n3=-n1=-120,代入上式計(jì)算得:,即nh=
28、600r/minnh為正值,說(shuō)明nh與n1轉(zhuǎn)向相同。5-5在圖示輪系中,已知各輪的齒數(shù)為za=18,zg=25,zb=68,zf=20,ze=63。試求傳動(dòng)比iha,ihb,iab。 解:分析輪系,該輪系是由兩個(gè)周轉(zhuǎn)輪系組成的混合輪系,a-gf-e-h和a-gf-b-h。共用h。在a-gf-e-h的轉(zhuǎn)化機(jī)構(gòu)中:因ne=0,代入上式,得,即,在a-gf-b-h的轉(zhuǎn)化機(jī)構(gòu)中: 將代入上式,得 答iha=0.186,方向相同。ihb=-6.33,方向相反。iab=-34,方向相反。5-6在圖示的3k型行星減速機(jī)中,已知z1=10,z2=32,z3=74,z4=72,z2=30及電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速為1450r
29、/min。求輸出軸轉(zhuǎn)速n4。解:此輪系由兩個(gè)周轉(zhuǎn)輪系組合而成。第一個(gè)是1-2-3-h,第二個(gè)是 4-22-3-h。兩個(gè)輪系分開(kāi)列式計(jì)算。第一個(gè)輪系的轉(zhuǎn)化機(jī)構(gòu)列式如下:其中n3=0,代入上式,得第二個(gè)輪系的轉(zhuǎn)化機(jī)構(gòu)列式如下: 其中n3=0,代入上式,得也可通過(guò)下式得出n4/nh。 其中n1=8.4nh,代入上式,得 即 r/min 轉(zhuǎn)向與齒輪1相同。 5-7在圖示液壓回轉(zhuǎn)臺(tái)的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)中,已知z2=15,油馬達(dá)m的轉(zhuǎn)速nm=12r/min,回轉(zhuǎn)臺(tái)h的轉(zhuǎn)速nh=-1.5r/min。求齒輪1的齒數(shù)(提示nm=n2-nh)。解: 根據(jù)圖形分析該輪系為周轉(zhuǎn)輪系。轉(zhuǎn)化機(jī)構(gòu)列式如下:其中n1=0,n2-nh=
30、nm,代入上式, , 得:z1=1205-8在圖示自行車?yán)锍瘫頇C(jī)構(gòu)中,c為車輪軸。已知各輪的齒數(shù)為z1=17,z3=23,z4=19,z4=20及z5=24。設(shè)輪胎受壓變形后,28in(1in=25.4mm)車輪的有效直徑約為0.7m。當(dāng)車行一千米時(shí),表上的指針剛好回轉(zhuǎn)一周。求齒輪2的齒數(shù)。解:此輪系是一個(gè)混合輪系,齒輪1和齒輪2組成定軸輪系,其余部分組成周轉(zhuǎn)輪系。 因n3=0,代入左式得 即又 得ih5=-114因齒輪2和5的軸與系桿是同一構(gòu)件,則 i15=i12×i25= i12×ih5 即 得z2=67.8 取z2=68 也可用下面的方法求得z2。 得z2=67.8
31、取z2=68第六章 間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)和其他常用機(jī)構(gòu)6-1在六角車床的六角頭外槽輪機(jī)構(gòu)中,已知槽輪的槽數(shù)z=6,槽輪運(yùn)動(dòng)時(shí)間是靜止時(shí)間的兩倍。求:(1)槽輪機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)系數(shù);(2)銷輪的圓銷數(shù)n。解:(1) (2)6-2裝配自動(dòng)機(jī)的工作臺(tái)有6個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)工位,為完成裝配工序,要求每個(gè)工位停歇時(shí)間為t2t=10s,當(dāng)采用單銷外槽輪機(jī)構(gòu)時(shí),試求:(1)槽輪的運(yùn)動(dòng)系數(shù);(2)槽輪的運(yùn)動(dòng)時(shí)間t2d;(3)銷輪的轉(zhuǎn)速n1。 解:(1)(2) 即: 得槽輪的運(yùn)動(dòng)時(shí)間(每個(gè)工位):t動(dòng)=5s(3)撥盤轉(zhuǎn)一周所需時(shí)間為:t動(dòng)+t停=5+10=15s銷輪的轉(zhuǎn)速為:n1=60/15=4 r/min第七章 機(jī)械的平衡7-1 圖示
32、為一鋼制圓盤,盤厚h30mm,位置處鉆有一直徑d=50mm的通孔,位置處有一質(zhì)量為m20.2公斤的附加重塊,為使圓盤平衡,擬在圓盤r=200mm的圓周上增加一重塊,試求此重塊的重量和位置。(鋼的密度7.8g/cm3) 解:此題的要點(diǎn)為在圓盤鉆孔后此處重量減少,相當(dāng)于在其相反方向增加了同樣的重量。在處鉆孔后失去的重量為:其質(zhì)徑積的大小,方向與o相反。在附加質(zhì)量所產(chǎn)生的質(zhì)徑積的大小為:,方向與o相同。因此,由平衡原理,在r200mm處所附加的平衡質(zhì)徑積mr的計(jì)算為: 因此:與x軸正方向的夾角與y軸正方向的夾角所增加的質(zhì)量為:m0.263kg第八章 機(jī)械的運(yùn)轉(zhuǎn)及速度波動(dòng)的調(diào)節(jié)8-1在電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)剪床的
33、機(jī)組中,已知電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速為1500r/min,作用在剪床主軸上的阻力矩mr =mr()(如圖所示為一個(gè)周期)。設(shè)驅(qū)動(dòng)力矩為常數(shù),機(jī)組各構(gòu)件的等效轉(zhuǎn)動(dòng)慣量可以忽略不計(jì)。求保證運(yùn)轉(zhuǎn)不均勻系數(shù)不超過(guò)0.05時(shí)安裝在電動(dòng)機(jī)軸上的飛輪轉(zhuǎn)動(dòng)慣量jf。解:(1)因?yàn)樵谝粋€(gè)周期內(nèi),等效驅(qū)動(dòng)力矩md所做的功等于等效阻力矩mr所做的功。所以(注:等式左邊表示md在2周期內(nèi)所做的功,等式右邊表示給定圖形上mr所做的功,即mr所包圍的面積)由上式得出:md=462.5 n.m(2)求出最大盈虧功w( 即amax)根據(jù)md和mr畫(huà)出面積圖和能量指示圖,找出最大盈虧功位置(圖形上含“-”號(hào)的陰影部分)。設(shè)陰影梯形的下底邊
34、長(zhǎng)為l,根據(jù)圖示三角形可知: 得l=1.4228最大盈虧功: n.m飛輪的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量: kg.m28-2 在圖示多汽缸原動(dòng)機(jī)曲柄銷上等效驅(qū)動(dòng)力和等效阻力的線圖中,代表不變的等效阻力fr的直線ai以上和以下的面積順序?yàn)?580、-320、+390、-520、+190、-390、+260、-190(單位均為mm)。該線圖的比例尺f=100n/mm,s=0.01m/mm。曲柄軸的平均轉(zhuǎn)速為120r/min,且原動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速不得超過(guò)其平均轉(zhuǎn)速的±3。求裝在該曲柄軸上輪形飛輪的飛輪矩(不計(jì)其他構(gòu)件的質(zhì)量和轉(zhuǎn)動(dòng)慣量)解:畫(huà)出能量指示圖。根據(jù)圖形,最大盈虧功 w=amax=650+70=720比例換算
35、:w=100×0.01×720=720 n.m kg.m2因 輪形飛輪的飛輪矩為:md2=4jf=4×76.068=304.3 kg.m28-3已知某軋鋼機(jī)的原動(dòng)機(jī)功率等于常數(shù),n=2000w,鋼材通過(guò)軋輥時(shí)消耗的功率為常數(shù),n1=3000w,鋼材通過(guò)軋輥的時(shí)間t1=5s,主軸平均轉(zhuǎn)速n=80r/min,機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)不均勻系數(shù)=0.1。求: (1) 安裝在主軸上的飛輪的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量;(2)飛輪的最大轉(zhuǎn)速和最小轉(zhuǎn)速;(3)此軋鋼機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)周期。解:根據(jù)題意,先畫(huà)出面積圖。(1) amax=(3000-2000)×5=5×103 n.m (amax即w)(2
36、) nmax=n(1+/2)=84r/min;nmin=n(1-/2)=76r/min;(3)一個(gè)循環(huán), 3000w2000w8-4如圖(a),將機(jī)組的力和質(zhì)量都換算到曲柄ab上的點(diǎn)b。在機(jī)組穩(wěn)定運(yùn)動(dòng)時(shí),它的一個(gè)運(yùn)動(dòng)循環(huán)對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)角t=2。等效驅(qū)動(dòng)力矩md為常數(shù),等效阻力矩mr的變化如圖(b)所示。機(jī)組各構(gòu)件的等效轉(zhuǎn)動(dòng)慣量je=0.14kg.為常數(shù),m=25rad/s。如給定=0.04,裝在軸a上的輪形飛輪平均直徑d=0.5m。試確定飛輪的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量和質(zhì)量。解:(1)因?yàn)樵谝粋€(gè)周期內(nèi),等效驅(qū)動(dòng)力矩md所做的功等于等效阻力矩mr所做的功。所以 解得:md=200n.m(注:等式左邊表示md在2周期內(nèi)
37、所做的功,等式右邊表示給定圖形上mr所做的功,即mr所包圍的面積,4個(gè)三角形面積之和)(2) 根據(jù)md和mr畫(huà)出面積圖和能量指示圖,找出最大盈虧功位置(面積圖上部含“-”號(hào)的三角形陰影部分)。最大盈虧功為: n.m不考慮其他構(gòu)件時(shí)(即粗略計(jì)算),飛輪的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量為kg.m2考慮其他構(gòu)件時(shí)(即精確計(jì)算),飛輪的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量為 kg.m2輪形飛輪 , 質(zhì)量 kg一、填空題1、機(jī)構(gòu)與機(jī)器的共同特點(diǎn)為 (1)人為的實(shí)體組合;(2)各相關(guān)實(shí)體之間具有確定的相對(duì)運(yùn)動(dòng) 。3、機(jī)械就是 機(jī)器 與 機(jī)構(gòu) 的總稱。6、機(jī)構(gòu)具有確定運(yùn)動(dòng)的條件是 自由度大于零,且等于原動(dòng)件數(shù)目 。10、兩構(gòu)件通過(guò)點(diǎn)或線接觸組成的運(yùn)動(dòng)副稱為
38、 高副 。11、兩構(gòu)件通過(guò)面接觸組成的運(yùn)動(dòng)副稱為 低副 。12、在機(jī)構(gòu)中不產(chǎn)生實(shí)際約束效果的重復(fù)約束稱為 虛約束 。14、平面機(jī)構(gòu)自由度的計(jì)算公式為 f=3n-2p-p 。15、平面低副的約束數(shù)是 2 。16、平面高副的約束數(shù)是 1 。27、在四桿機(jī)構(gòu)中,取與 最短桿 相對(duì)的桿為機(jī)架,則可得到雙搖桿機(jī)構(gòu)。28、平面連桿機(jī)構(gòu)具有急回特征在于 極位夾角 不為0。29、由公式=180°(k-1/k+1)計(jì)算出的角是平面四桿機(jī)構(gòu)的 極位夾角 。32、在曲柄搖桿機(jī)構(gòu)中只有在 搖桿為主動(dòng)件 情況下,才會(huì)出現(xiàn)死點(diǎn)位置。34、判斷平面連桿機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)性能時(shí),當(dāng)機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)角愈 大 ,則傳動(dòng)性能愈 好 。
39、38、壓力角愈 小 ,傳動(dòng)角愈 大 ,機(jī)構(gòu)的傳力性能愈好。40、曲柄搖桿機(jī)構(gòu)可演化成偏心輪機(jī)構(gòu),其演化途徑為 擴(kuò)大轉(zhuǎn)動(dòng)副 。41、四桿機(jī)構(gòu)有曲柄的條件為 ;連架桿和機(jī)架中必有一桿為最短桿 。44、曲柄搖桿機(jī)構(gòu)中,最小傳動(dòng)角出現(xiàn)的位置是 曲柄與機(jī)架兩次共線的位置 。48、凸輪機(jī)構(gòu)中,當(dāng)從動(dòng)件為等速運(yùn)動(dòng)規(guī)律時(shí),會(huì)產(chǎn)生 剛性 沖擊。49、凸輪機(jī)構(gòu)中,當(dāng)從動(dòng)件為等加速等減速運(yùn)動(dòng)規(guī)律時(shí),會(huì)產(chǎn)生 柔性 沖擊。53、凸輪機(jī)構(gòu)中,凸輪的基圓半徑越 小 ,則壓力角越 大 ,機(jī)構(gòu)的效率就越低。54、當(dāng)凸輪機(jī)構(gòu)的壓力角過(guò)大時(shí),機(jī)構(gòu)易出現(xiàn) 自鎖 現(xiàn)象。56、平底從動(dòng)件凸輪機(jī)構(gòu)的缺點(diǎn)是 平底不能與凹陷凸輪輪廓接觸 。5
40、7、凸輪實(shí)際輪廓出現(xiàn)尖點(diǎn),是因?yàn)?。60、凸輪機(jī)構(gòu)按從動(dòng)件的形狀來(lái)分可分為 尖端從動(dòng)件 、 滾子從動(dòng)件 、 平底從動(dòng)件 。61、凸輪機(jī)構(gòu)中,以理論輪廓曲線的 最小半徑r0 為半徑所作的圓稱為基圓。62、凸輪機(jī)構(gòu)按凸輪的形狀可分為 盤形凸輪 、 移動(dòng)凸輪 、 圓柱凸輪 三種。64、用圖解法繪制盤形凸輪輪廓時(shí),所用的基本原理是 相對(duì)運(yùn)動(dòng)原理,即反轉(zhuǎn)法 。72、圓柱銷為1的槽輪機(jī)構(gòu),槽輪的運(yùn)動(dòng)時(shí)間總小于靜止時(shí)間,因此它的運(yùn)動(dòng)系數(shù)總是 小于0.5 。73、槽輪的運(yùn)動(dòng)時(shí)間與主動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)時(shí)間之比稱為 運(yùn)動(dòng)系數(shù) 。86、漸開(kāi)線任一點(diǎn)的法線與 基圓 相切。88、斜齒輪的基本參數(shù)分 端面參數(shù) 和 法面參數(shù) 。8
41、9、在推導(dǎo)圓錐齒輪的強(qiáng)度計(jì)算時(shí),按 齒寬中點(diǎn) 的當(dāng)量齒輪計(jì)算。90、圓錐齒輪的當(dāng)量齒數(shù)為 。91、斜齒圓柱齒輪的當(dāng)量齒數(shù)為 。92、斜齒圓柱齒輪的正確嚙合條件是 (外嚙合) 。94、直齒圓錐齒輪的 大端 模數(shù)取為標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)。95、根據(jù)輪系運(yùn)動(dòng)時(shí)齒輪軸線位置是否固定,將輪系分為 定軸輪系 和 周轉(zhuǎn)輪系 。100、含有空間齒輪的定軸輪系,其傳動(dòng)比的正、負(fù)號(hào)應(yīng)根據(jù) 畫(huà)箭頭 方法確定。101、輪系中既自轉(zhuǎn)又公轉(zhuǎn)的齒輪稱為 行星輪 。105、混合輪系是由 定軸輪系 與 周轉(zhuǎn)輪系或多個(gè)周轉(zhuǎn)輪系 所組成的復(fù)合輪系。106、在周轉(zhuǎn)輪系中,系桿和中心輪的軸線必須 重合 ,否則不能轉(zhuǎn)動(dòng)。二、判斷題4、機(jī)械是機(jī)器和機(jī)
42、構(gòu)的總稱。 ()7、一切自由度不為1的機(jī)構(gòu),其各構(gòu)件之間都不可能具有確定的相對(duì)運(yùn)動(dòng)。 (×)9、兩構(gòu)件通過(guò)點(diǎn)或線接觸組成的運(yùn)動(dòng)副是高副。 ()10、高副引入的約束數(shù)為2。 (×)17、轉(zhuǎn)動(dòng)副和移動(dòng)副都是平面低副。 ()18、平面機(jī)構(gòu)的自由度為2,說(shuō)明需要2 個(gè)原動(dòng)件才能有確定運(yùn)動(dòng)。 ()19、機(jī)構(gòu)中每個(gè)主動(dòng)件相對(duì)機(jī)架可以有幾個(gè)獨(dú)立運(yùn)動(dòng)。 (×)20、在繪制機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖時(shí),不僅要考慮構(gòu)件的數(shù)目,而且要考慮構(gòu)件的構(gòu)造。 (×)25、 在機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖中運(yùn)動(dòng)副和構(gòu)件都應(yīng)用規(guī)定的符號(hào)和線條表示。 ()26、在曲柄搖桿機(jī)構(gòu)中,當(dāng)以曲柄為主動(dòng)件時(shí),最小傳動(dòng)角出現(xiàn)在曲柄
43、與機(jī)架兩個(gè)共線位置處。 ()27、曲柄搖桿機(jī)構(gòu)的行程速比系數(shù)k不可能等于1。 (×)28、壓力角愈大,傳動(dòng)角愈小,機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)性能愈好。 (×)29、鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)中,若存在曲柄,其曲柄一定是最短桿。 (×)30、曲柄滑塊機(jī)構(gòu)一定具有急回運(yùn)動(dòng)性質(zhì)。 (×)31、平面連桿機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)角愈大,則機(jī)構(gòu)的傳力性能愈好。 ()37、機(jī)構(gòu)的死點(diǎn)位置就是 = 0 的位置。 ()41、若要使機(jī)構(gòu)有急回特性, >0。 ()42、在四桿機(jī)構(gòu)中,取最長(zhǎng)桿作為機(jī)架,則可得到雙搖桿機(jī)構(gòu)。 (×)44、行程速比系數(shù)k >1,說(shuō)明機(jī)構(gòu)有急回特性。 ()45、凸輪機(jī)構(gòu)中
44、,凸輪的基圓半徑越小,則壓力角越大,機(jī)構(gòu)的效率就越低。 ()48、在凸輪機(jī)構(gòu)中,當(dāng)從動(dòng)件位移規(guī)律為等速運(yùn)動(dòng)時(shí)易出現(xiàn)柔性沖擊。 (×)49、凸輪機(jī)構(gòu)中,基圓半徑越大,壓力角越大,則傳動(dòng)效率越高。 (×)50、當(dāng)凸輪機(jī)構(gòu)的壓力角過(guò)大時(shí),機(jī)構(gòu)易出現(xiàn)自鎖現(xiàn)象。 ()52、平底從動(dòng)件凸輪機(jī)構(gòu)的缺點(diǎn)就是平底不能與凹陷凸輪輪廓接觸。 ()56、尖底從動(dòng)件的優(yōu)點(diǎn)是無(wú)論凸輪為何種曲線都能與凸輪輪廓上所有點(diǎn)接觸。 ()61、一對(duì)互相嚙合的漸開(kāi)線直齒圓柱齒輪,其分度圓總是相切的。 (×)62、有了參數(shù),z,便可計(jì)算出直齒圓柱齒輪傳動(dòng)的幾何尺寸。 ()64、斜齒圓柱齒輪的螺旋角為根據(jù)基本
45、參數(shù)計(jì)算后應(yīng)取整數(shù)。 (×)67、圓錐齒輪常以小端模數(shù)為標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)。 (×)68、圓錐齒輪的當(dāng)量齒數(shù)為。 (×)70、蝸桿的分度圓直徑為。 (×)71、在蝸桿傳動(dòng)設(shè)計(jì)中,不僅要規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)的模數(shù)和壓力角,而且為了限制滾刀的數(shù)目及便于滾刀的標(biāo)準(zhǔn)化,還規(guī)定了蝸桿直徑系列。 ()72、蝸桿傳動(dòng)的機(jī)械效率主要取決于蝸桿的頭數(shù)。 ()77、在蝸桿傳動(dòng)中,當(dāng)需要自鎖時(shí),應(yīng)使蝸桿導(dǎo)程角大于當(dāng)量摩擦角。 (×)78、中間平面就是通過(guò)蝸桿軸線,并與蝸輪軸線垂直的平面。 ()79、蝸桿傳動(dòng)中,蝸桿的端面壓力角與蝸輪的端面壓力角數(shù)值是相等的。 (×)三、選擇題3、鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)中傳動(dòng)角為 b ,傳動(dòng)效率最大。a45° b90° c0°5、具有急回特性的曲桿搖桿機(jī)構(gòu)行程速比系數(shù) c 。ak=1 bk1 ck1 7、由公式計(jì)算出的角是平面四桿機(jī)構(gòu)的 c 。a壓力角 b傳動(dòng)角 c極位夾角8、在四桿機(jī)構(gòu)中,取 b 桿作為機(jī)架,則可得到雙搖桿。a最短桿 b最短桿的對(duì)邊 c最長(zhǎng)桿 10、偏心輪機(jī)構(gòu)是通過(guò) a 由鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)演化而來(lái)的。a擴(kuò)大轉(zhuǎn)動(dòng)副 b取不同的構(gòu)件為機(jī)架 c化轉(zhuǎn)動(dòng)副為移動(dòng)副11、曲柄滑塊機(jī)構(gòu)是通過(guò) c 由鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)演化而來(lái)的。a運(yùn)動(dòng)副元素的
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