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機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)

時(shí)間:15~16周指導(dǎo)教師:于明禮課程設(shè)計(jì)的目的、內(nèi)容及要求準(zhǔn)備工作設(shè)計(jì)步驟時(shí)間安排答辯與成績(jī)?cè)u(píng)定課程設(shè)計(jì)的目的、內(nèi)容及要求“兩線”:課程教學(xué)→設(shè)計(jì)實(shí)踐“三性”:實(shí)踐性、綜合性、創(chuàng)新性一、目的1、綜合運(yùn)用機(jī)械設(shè)計(jì)及其他先修課的知識(shí),進(jìn)行機(jī)械設(shè)計(jì)訓(xùn)練,使已學(xué)知識(shí)得以鞏固、加深和擴(kuò)展;2、通過(guò)設(shè)計(jì)實(shí)踐,熟悉掌握機(jī)械設(shè)計(jì)的一般規(guī)律,培養(yǎng)分析問(wèn)題和解決工程問(wèn)題的初步能力,逐步樹(shù)立正確的設(shè)計(jì)思想,增強(qiáng)創(chuàng)新意識(shí)和競(jìng)爭(zhēng)意識(shí);3、通過(guò)設(shè)計(jì)計(jì)算、繪圖以及運(yùn)用技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范、設(shè)計(jì)手冊(cè)等有關(guān)設(shè)計(jì)資料,進(jìn)行全面的機(jī)械設(shè)計(jì)基本技能和獲取資料能力的訓(xùn)練。二、內(nèi)容:設(shè)計(jì)一般機(jī)械中的傳動(dòng)裝置(P1)課程設(shè)計(jì)的目的、內(nèi)容及要求(1)傳動(dòng)方案的分析和擬定;(見(jiàn)設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū))(2)電動(dòng)機(jī)的選擇,傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)的計(jì)算;(3)主要零件的設(shè)計(jì)計(jì)算或選擇:帶、齒輪、軸、軸承、鍵、聯(lián)軸器;(4)繪制減速器裝配圖(A0);(5)零件工作圖設(shè)計(jì)(A2,輸出軸及輸出軸上的齒輪);(6)編寫(xiě)設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書(shū);(7)答辯。課程設(shè)計(jì)的目的、內(nèi)容及要求裝配圖A0圖紙三視圖(參考P174圖例)標(biāo)題欄、明細(xì)表、技術(shù)要求尺寸標(biāo)注(外形尺寸,安裝、配合、特征尺寸)課程設(shè)計(jì)的目的、內(nèi)容及要求輸出軸上的軸、齒輪A2零件圖各一張參數(shù)表全部尺寸標(biāo)注(尺寸公差、形位公差)課程設(shè)計(jì)的目的、內(nèi)容及要求課程設(shè)計(jì)的目的、內(nèi)容及要求設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)一份(P64)課程設(shè)計(jì)的目的、內(nèi)容及要求1)封面(P65:圖1-48)2)目錄3)任務(wù)書(shū)(P206:附錄1)4)計(jì)算過(guò)程5)小結(jié)6)參考資料(資料的編號(hào)、作者、書(shū)名、出版單位及出版年月)

例:[1]朱如鵬,郭學(xué)陶,機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì),北京:航空工業(yè)出版社,1995.[2]李繼慶,李育錫,機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ),北京:高等教育出版社,2006.封面T1T2T3T430002500前言(題目分析,傳動(dòng)方案的擬定等);電動(dòng)機(jī)的選擇及傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)計(jì)算;傳動(dòng)零件的設(shè)計(jì)計(jì)算(確定帶傳動(dòng)及齒輪傳動(dòng)的主要參數(shù));軸的設(shè)計(jì)計(jì)算及校核;箱體設(shè)計(jì)及說(shuō)明鍵聯(lián)接的選擇和計(jì)算;滾動(dòng)軸承的選擇和計(jì)算;聯(lián)軸器的選擇;潤(rùn)滑和密封的選擇;減速器附件的選擇及說(shuō)明;計(jì)算過(guò)程課程設(shè)計(jì)的目的、內(nèi)容及要求注意:(P66)說(shuō)明書(shū)格式編寫(xiě)說(shuō)明書(shū)的要求(1)論述清楚,文字精煉,計(jì)算正確,書(shū)寫(xiě)工整。(2)按格式書(shū)寫(xiě),采用統(tǒng)一格式的封面,裝訂成冊(cè)。(3)說(shuō)明書(shū)中應(yīng)附有必要的插圖。(4)計(jì)算中所引用的公式和數(shù)據(jù)應(yīng)有根據(jù),并注明其來(lái)源(如由資料×)等。[×]p.×式(5)說(shuō)明書(shū)中每一自成單元的內(nèi)容,應(yīng)有大小標(biāo)題,使其醒目便于查閱。

(6)計(jì)算部分書(shū)寫(xiě)。首先列出用文字符號(hào)表達(dá)的計(jì)算公式,再代入各文字符號(hào)的數(shù)值,最后寫(xiě)下計(jì)算結(jié)果(7)所選主要參數(shù)、尺寸和規(guī)格及主要的計(jì)算結(jié)果,寫(xiě)在每頁(yè)右側(cè)留出的約25mm寬的長(zhǎng)框內(nèi)。準(zhǔn)備工作1、準(zhǔn)備資料(手冊(cè)、圖冊(cè))、工具(計(jì)算器、草稿本、圖紙、報(bào)告紙、資料袋)2、明確設(shè)計(jì)任務(wù)3、工作條件:(P206)輕微振動(dòng)載荷室內(nèi)成批單向傳動(dòng)使用期限:長(zhǎng)期使用軸承使用壽命:10000小時(shí)4、了解設(shè)計(jì)過(guò)程圖紙和資料袋在本教研室王江老師處購(gòu)買(mǎi)

(A621384892501)設(shè)計(jì)步驟設(shè)計(jì)準(zhǔn)備傳動(dòng)裝置總體設(shè)計(jì)裝配圖設(shè)計(jì)零件工作圖設(shè)計(jì)編寫(xiě)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)設(shè)計(jì)總結(jié)及答辯傳動(dòng)零件設(shè)計(jì)計(jì)算閱讀設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū),明確設(shè)計(jì)任務(wù);拆裝減速器;閱讀課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(shū);準(zhǔn)備設(shè)計(jì)資料及繪圖工具擬定傳動(dòng)方案;選擇電機(jī);計(jì)算傳動(dòng)裝置運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)(確定總傳動(dòng)比,分配各級(jí)傳動(dòng)比,計(jì)算各軸轉(zhuǎn)速、功率、轉(zhuǎn)矩等)初繪減速器裝配草圖;軸系部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)以及軸、軸承、鍵連接等的計(jì)算;減速器箱體及附件設(shè)計(jì);最后標(biāo)注尺寸,列明細(xì)表,寫(xiě)技術(shù)要求,完成裝配圖各級(jí)傳動(dòng)件的設(shè)計(jì)計(jì)算繪制指定的零件工作圖整理和編寫(xiě)課程設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書(shū)進(jìn)行課程設(shè)計(jì)總結(jié)。完成答辯準(zhǔn)備工作時(shí)間安排(參考)12.05:設(shè)計(jì)準(zhǔn)備工作、傳動(dòng)裝置總體設(shè)計(jì)、傳動(dòng)零件設(shè)計(jì)計(jì)算12.06-12.09:繪制草圖,

12.06軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),選擇軸承、聯(lián)軸器,校核軸強(qiáng)度、軸承壽命、鍵強(qiáng)度;

12.07軸上零件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)(齒輪、套筒、甩油環(huán)等),軸承蓋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)(軸承組合設(shè)計(jì)、潤(rùn)滑、密封)

12.08箱體及附件

11.09(周五)檢查草圖12.10-12.12:正圖(裝配圖)

12.13:正圖(零件圖)

12.14:整理說(shuō)明書(shū)(6000~8000字或A4紙20頁(yè))12.15-12.16:答辯1、上機(jī)時(shí)間必須在指定的設(shè)計(jì)教室進(jìn)行設(shè)計(jì),不得遲到和早退;2、保持設(shè)計(jì)教室安靜、清潔、文明;3、獨(dú)立完成,可以相互討論,但不得抄襲。注意事項(xiàng):4、每人準(zhǔn)備一個(gè)草稿本設(shè)計(jì)中考慮的問(wèn)題及一切計(jì)算都寫(xiě)在草稿本上,以便隨時(shí)檢查、修改;從參考書(shū)中摘錄的資料、數(shù)據(jù),記錄在草稿本上記錄按說(shuō)明書(shū)格式寫(xiě),行距盡量大一些,以便記錄的修改內(nèi)容1、圖紙結(jié)構(gòu)、投影、標(biāo)注及數(shù)據(jù)是否正確,線條是否符合制圖標(biāo)準(zhǔn),圖面是否整潔,字跡是否工整等;2、設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書(shū):設(shè)計(jì)計(jì)算是否正確、完整、字跡是否工整、整潔等;3、設(shè)計(jì)表現(xiàn):是否遵守紀(jì)律、設(shè)計(jì)態(tài)度端正,能否按進(jìn)度獨(dú)立完成工作量,是否遲到早退等;(出勤率)4、答辯成績(jī)。

成績(jī)?cè)u(píng)定:答辯與成績(jī)?cè)u(píng)定答辯1、提交草圖(大作業(yè))、正圖和說(shuō)明書(shū);2、隨機(jī)抽取并回答2道問(wèn)題(5分鐘準(zhǔn)備時(shí)間);3、回答教師關(guān)于具體設(shè)計(jì)內(nèi)容的提問(wèn)。1、原則性錯(cuò)誤(軸系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)錯(cuò)誤、潤(rùn)滑密封結(jié)構(gòu)錯(cuò)誤、視圖之間不對(duì)應(yīng),裝配圖、零件圖與說(shuō)明書(shū)不一致),出現(xiàn)一處成績(jī)降一等,出現(xiàn)三處以上者不及格;2、作圖不規(guī)范、線型不清楚,酌情降一到二等;3、細(xì)節(jié)錯(cuò)誤(漏線、多線、線型錯(cuò)誤等)每出現(xiàn)3處降一等,出現(xiàn)10處以上者不及格;4、對(duì)關(guān)鍵零部件的設(shè)計(jì)過(guò)程不能正確說(shuō)明者不及格。評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)補(bǔ)充說(shuō)明:答辯與成績(jī)?cè)u(píng)定P.26表1-9,表1-10P.27表1-9,表1-10傳動(dòng)裝置的總體設(shè)計(jì)一、分析和擬定傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖(P4~P9自學(xué))傳動(dòng)方案已定(任務(wù)書(shū)中簡(jiǎn)圖);一人一題(題號(hào)分配)。1、電動(dòng)機(jī)類型:均用Y系列電動(dòng)機(jī)二、選擇電動(dòng)機(jī)類型及功率(P10~P14)2、

確定電動(dòng)機(jī)功率:

電動(dòng)機(jī)所需輸出功率:Pd=Pw/η

(1-1)Pw―工作機(jī)所需功率(取決于工作阻力及運(yùn)行速度)η―電動(dòng)機(jī)至工作機(jī)之間傳動(dòng)裝置的總效率工作機(jī)所需功率:

Pw=FV/1000

(kw)(1-2)或Pw=Tn/9550(Kw)(1-3)或Pw=Tω/1000(Kw)(1-4)

F―工作機(jī)的工作阻力(N)

V―工作機(jī)卷筒的線速度(m/s)

T-工作機(jī)的工作阻力矩(N·m)

n―工作機(jī)卷筒的轉(zhuǎn)速(r/min)

ω―工作機(jī)卷筒的角速度(rad/s)傳動(dòng)裝置的總體設(shè)計(jì)η―電動(dòng)機(jī)至工作機(jī)傳動(dòng)裝置的總效率

η=η0

η1

η2…ηn

傳動(dòng)裝置中每一級(jí)傳動(dòng)副、每對(duì)軸承、每個(gè)聯(lián)軸器及卷筒的效率的效率,見(jiàn)P69表2-5

傳動(dòng)裝置的總體設(shè)計(jì)電動(dòng)機(jī)額定功率Pm:

Pm>Pd

Pd-電動(dòng)機(jī)所需輸出功率

Pm-電動(dòng)機(jī)額定功率

Pm=(1~1.3)Pd(參見(jiàn)P12例1)功率相同的同類電機(jī)有不同的轉(zhuǎn)速:

電機(jī)轉(zhuǎn)速高、轉(zhuǎn)矩小→外廓尺寸小、重量輕、價(jià)格便宜。但在總傳動(dòng)比相同條件下,傳動(dòng)裝置傳動(dòng)比大→尺寸及重量大、價(jià)格高,故二者應(yīng)綜合考慮。本設(shè)計(jì)一般用同步轉(zhuǎn)速為1500及1000r/min兩種電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速(用滿載轉(zhuǎn)速nm計(jì)算:1450及960r/min

)。三、確定電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速傳動(dòng)裝置的總體設(shè)計(jì)nm/n=i0i1i2

n―工作機(jī)轉(zhuǎn)速i0、i1、i2―各級(jí)合理傳動(dòng)比四、選定電動(dòng)機(jī)Y

XXX△xX ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄Y系列三相中心高機(jī)座長(zhǎng)同一機(jī)座和轉(zhuǎn)極數(shù)異步電動(dòng)機(jī)度代號(hào)速下不同的功率序號(hào)傳動(dòng)裝置的總體設(shè)計(jì)②設(shè)計(jì)計(jì)算傳動(dòng)裝置各級(jí)轉(zhuǎn)速時(shí),按電動(dòng)機(jī)滿載進(jìn)行計(jì)算。不能按同步轉(zhuǎn)速1000r/min或1500r/min注:①設(shè)計(jì)計(jì)算傳動(dòng)裝置各級(jí)功率時(shí),按電動(dòng)機(jī)實(shí)際功率Pd進(jìn)行計(jì)算。

Pd<Pm

,Pm為額定功率,Pd作為設(shè)計(jì)功率!計(jì)算傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比及分配各級(jí)傳動(dòng)比一、總傳動(dòng)比ia=nm/n原則:P15-17二、分配傳動(dòng)比指導(dǎo)書(shū)P14-181、各級(jí)傳動(dòng)比應(yīng)在推薦范圍內(nèi)(P69:表2-5);

2、i帶不能太大,以免大帶輪半徑超過(guò)減速器箱座中心高,造成安裝困難;

i帶=2~4可取偏小些的值(2~2.5)注:傳動(dòng)件的參數(shù)確定后,驗(yàn)算傳動(dòng)比的誤差,應(yīng)滿足

δi≤±(3~5)%計(jì)算傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比及分配各級(jí)傳動(dòng)比傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)的計(jì)算一、各軸轉(zhuǎn)速i0

電機(jī)至I軸的傳動(dòng)比i1I軸至II軸的傳動(dòng)比i2II軸至III軸的傳動(dòng)比二、各軸輸入功率P18-20傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)的計(jì)算Pd

電機(jī)的實(shí)際輸出功率三、各軸輸入轉(zhuǎn)矩P19傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)的計(jì)算列表(表1-8,P20)

傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)的計(jì)算傳動(dòng)零件的設(shè)計(jì)計(jì)算開(kāi)式齒輪傳動(dòng)、V帶傳動(dòng)一、減速器外傳動(dòng)零件設(shè)計(jì)(P36)

確定傳動(dòng)零件的材料、熱處理方法、參數(shù)、尺寸和主要結(jié)構(gòu),為設(shè)計(jì)裝配草圖做準(zhǔn)備。原始數(shù)據(jù):設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)給定的工作條件傳動(dòng)裝置運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)計(jì)算得出的數(shù)據(jù)

先計(jì)算減速器外的傳動(dòng)零件,確定其實(shí)際傳動(dòng)比,然后修改減速器傳動(dòng)比,再進(jìn)行減速器內(nèi)零件設(shè)計(jì)。二、減速器內(nèi)傳動(dòng)零件設(shè)計(jì)(P36-37)傳動(dòng)零件的設(shè)計(jì)計(jì)算圓柱或圓錐齒輪傳動(dòng):設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意以下幾點(diǎn):(1)齒輪傳動(dòng)的幾何參數(shù)和尺寸分別進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化、圓整或計(jì)算其精確值;中心距取標(biāo)準(zhǔn)值或使尾數(shù)為0或5mm(2)具體結(jié)構(gòu)尺寸可參見(jiàn)(教材或機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè));(3)幾何尺寸、參數(shù)的計(jì)算結(jié)果應(yīng)及時(shí)整理并列表。1.了解和熟悉減速器的結(jié)構(gòu)特點(diǎn),設(shè)計(jì)內(nèi)容和方法。(翻閱資料,參觀或拆裝減速器)畫(huà)草圖前的準(zhǔn)備:2.根據(jù)減速器設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)上的技術(shù)數(shù)據(jù)和設(shè)計(jì)要求,選擇計(jì)算出零部件的結(jié)構(gòu)和主要尺寸,并匯總和檢查繪制裝配圖時(shí)所需要的技術(shù)資料和數(shù)據(jù):(1)確定各級(jí)傳動(dòng)的中心距、最大圓直徑和寬度(輪轂和輪緣)等主要尺寸;(2)選出電動(dòng)機(jī)類型和型號(hào),并查出其軸徑和軸伸尺寸;(3)選出聯(lián)軸器的類型和型號(hào),并查出兩端軸孔直徑和孔寬等有關(guān)裝配尺寸;3.確定滾動(dòng)軸承類型及軸的支承型式(兩端固定或一端固定一端游動(dòng)),軸承的具體型號(hào)可暫時(shí)不確定。4.根據(jù)軸上零件的受力、固定和定位等要求,初步確定軸的階梯段。具體尺寸暫不定。5.確定箱體的結(jié)構(gòu)方案(整體式或剖分式)和軸承端蓋形式。6.選定圖紙幅面及繪圖比例。減速器裝配草圖設(shè)計(jì)一、確定箱體內(nèi)壁和軸承座端面的位置:裝配草圖設(shè)計(jì)第一步(1-1.5天)基本內(nèi)容:確定各傳動(dòng)零件間及箱體內(nèi)壁位置;進(jìn)行軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、初選軸承型號(hào)和確定軸承位置;對(duì)軸、軸承及鍵聯(lián)接等進(jìn)行校核計(jì)算。P40表1-13P42圖1-34或P43圖1-35二、軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)1.初步估算軸徑2.確定軸的各段直徑階梯軸各段直徑的變化是根據(jù)軸上零件的受力、安裝、固定及對(duì)軸表面粗糙度、加工精度等要求而定的。軸上裝有軸承、齒輪、帶輪和聯(lián)軸器處的直徑應(yīng)取標(biāo)準(zhǔn)值3.軸的各段軸向尺寸

各軸段的長(zhǎng)度主要取決于軸上的零件(齒輪、帶輪和軸承等)的寬度以及相關(guān)零件(箱體軸承座和軸承端蓋等)的軸向位置和結(jié)構(gòu)尺寸。(1)安裝齒輪、帶輪等盤(pán)類零件的軸段,應(yīng)略短于相配輪轂的寬度。(為什么?)(2)裝鍵的軸段,應(yīng)使鍵槽靠近直徑變化處,以便于安裝時(shí)鍵與槽對(duì)準(zhǔn)。若采用過(guò)盈配合固定軸上零件時(shí),為便于裝配,直徑變化可用錐面過(guò)渡,錐面大端應(yīng)在鍵槽直線部分。(3)當(dāng)軸承位于整個(gè)軸的一端時(shí),軸的外側(cè)一般與軸承外側(cè)對(duì)齊。(4)軸的外伸長(zhǎng)度與外接零件及軸承端蓋的結(jié)構(gòu)有關(guān)。三、軸、軸承及鍵連接的校核計(jì)算裝配草圖設(shè)計(jì)第二步(1天)主要內(nèi)容:設(shè)計(jì)傳動(dòng)零件、軸上其它零件、軸的支承等具體結(jié)構(gòu)1.齒輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)(參考教材或手冊(cè))2.滾動(dòng)軸承組合設(shè)計(jì)和軸承蓋結(jié)構(gòu)P40表1-13、P42圖1-343.軸承的潤(rùn)滑與密封當(dāng)軸承采用脂潤(rùn)滑時(shí),為防止軸承中的潤(rùn)滑脂被箱內(nèi)齒輪嚙合時(shí)擠出的潤(rùn)滑油沖刷、稀釋而流失,須在軸承內(nèi)側(cè)設(shè)置甩油環(huán)(封油盤(pán))。若軸承旁的小齒輪的齒頂圓小于軸承的外徑,為防止齒輪嚙合時(shí)(特別是斜齒輪嚙合和高速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí))所擠出的熱油大量沖向軸承內(nèi)部,增加軸承的阻力,常設(shè)置擋油盤(pán)(沖壓、鑄造或車(chē)制)。4.軸外伸出的密封密封形式選擇主要取決于密封處軸表面的圓周速度、潤(rùn)滑劑的種類、工作溫度、周?chē)h(huán)境等裝配草圖設(shè)計(jì)第三步(1-1.5天)主要內(nèi)容:箱體及其附件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)以及必要的驗(yàn)算(如熱平衡)次序:先箱體,后附件;先主體,后局部;先輪廓后細(xì)節(jié)。且在三個(gè)視圖上同步進(jìn)行1.箱體高度齒頂圓到油池底面距離不小于30~50mm,且能容納一定量的潤(rùn)滑油。2.箱體要有足夠的剛度軸承座、箱體底座等受載荷較大處壁厚加大。一、箱體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)3.軸承座螺栓凸臺(tái)的設(shè)計(jì)

為提高軸承座處聯(lián)接剛度,座孔兩側(cè)螺栓距離S應(yīng)盡量靠近(以不與端蓋螺釘孔干涉為原則),同時(shí)留出足夠的扳手空間。4.設(shè)置加強(qiáng)肋板5.箱蓋外輪廓的設(shè)計(jì)

箱蓋外輪廓常以圓弧和直線組成。

高速軸一側(cè)的箱蓋外表面通常根據(jù)軸承座凸臺(tái)的結(jié)構(gòu)尺寸來(lái)確定。一般可使軸承座螺栓凸臺(tái)位于箱蓋圓弧內(nèi)側(cè)。

首先確定軸承座螺栓凸臺(tái)的位置和高度,再取R>R’畫(huà)出箱蓋圓弧。此處軸承凸臺(tái)

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