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第5章帶傳動(dòng)和鏈傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的類(lèi)型及功能5.1帶傳動(dòng)5.2鏈傳動(dòng)第5章鏈傳動(dòng)種類(lèi)及功能5.1帶傳動(dòng)5.1.1帶傳動(dòng)
1.帶傳動(dòng)的工作原理如圖5-1所示,帶傳動(dòng)一般是由主動(dòng)輪、從動(dòng)輪、緊套在兩輪上的傳動(dòng)帶及機(jī)架組成。帶傳動(dòng)是常用的機(jī)械傳動(dòng)形式,帶傳動(dòng)是依靠撓性傳動(dòng)帶與帶輪間的摩擦力來(lái)傳遞運(yùn)動(dòng)或動(dòng)力的,它的主要作用是傳遞轉(zhuǎn)矩和改變轉(zhuǎn)速。2.帶傳動(dòng)的傳動(dòng)比帶傳動(dòng)的i就是帶輪角速度之比,或帶輪的轉(zhuǎn)速之比,用公式表示為:下一頁(yè)返回第5章鏈傳動(dòng)種類(lèi)及功能5.1帶傳動(dòng)主動(dòng)輪的角速度,rad/s;從動(dòng)輪的角速度,rad/s。3.帶傳動(dòng)的類(lèi)型(1)按傳動(dòng)原理分①摩擦帶傳動(dòng),靠傳動(dòng)帶與帶輪間的摩擦力實(shí)現(xiàn)傳動(dòng),如V帶傳動(dòng)、平帶傳動(dòng)等;②嚙合帶傳動(dòng),靠帶內(nèi)側(cè)凸齒與帶輪外緣上的齒槽相嚙合實(shí)現(xiàn)傳動(dòng),如同步帶傳動(dòng)。(2)按用途分①傳動(dòng)帶,傳遞動(dòng)力用。本章僅討論傳動(dòng)帶。②輸送帶,輸送物品用。上一頁(yè)下一頁(yè)返回第5章鏈傳動(dòng)種類(lèi)及功能5.1帶傳動(dòng)(3)按傳動(dòng)帶的截面形狀分①平帶,平帶的截面形狀為矩形,內(nèi)表面為工作面[如圖5-1(a)]②v帶,截面形狀為梯形,兩側(cè)面為工作表面[如圖5-1(b)]③多楔帶,它是在平帶基體上由多根V帶組成的傳動(dòng)帶??蓚鬟f很大的功率。④圓形帶,橫截面為圓形。只用于小功率傳動(dòng)[如圖5-1(c)]⑤齒形帶,如同步帶[如圖5-1(d)]本書(shū)著重講帶傳動(dòng)中應(yīng)用最為廣泛的平帶傳動(dòng)和V帶傳動(dòng)。上一頁(yè)下一頁(yè)返回第5章鏈傳動(dòng)種類(lèi)及功能5.1帶傳動(dòng)5.1.2平帶傳動(dòng)和v帶傳動(dòng)
1.平帶傳動(dòng)平帶傳動(dòng)是由平帶和帶輪組成的摩擦傳動(dòng),帶的工作面與帶輪的輪緣表面接觸。
(1)平帶傳動(dòng)的形式①開(kāi)口傳動(dòng)。開(kāi)口傳動(dòng)是帶輪兩軸線平行、兩輪寬的對(duì)稱(chēng)平面重合、轉(zhuǎn)向相同的帶傳動(dòng)(圖5-2)。這種形式在平帶傳動(dòng)中應(yīng)用最為廣泛。②交叉?zhèn)鲃?dòng)。交叉?zhèn)鲃?dòng)是帶輪兩軸線平行、兩輪寬的對(duì)稱(chēng)平面重合、轉(zhuǎn)向相反的帶傳動(dòng)(圖5-3)。這種形式在平帶傳動(dòng)中應(yīng)用也較廣泛。上一頁(yè)下一頁(yè)返回第5章鏈傳動(dòng)種類(lèi)及功能5.1帶傳動(dòng)③半交叉?zhèn)鲃?dòng)。半交叉?zhèn)鲃?dòng)是帶輪兩軸線在空間交錯(cuò)的帶傳動(dòng),交錯(cuò)角度通常為90°(圖5-4)。④角度傳動(dòng)。角度傳動(dòng)是帶輪兩軸線相交的帶傳動(dòng)(圖5-5)。
(2)平帶傳動(dòng)的主要參數(shù)①包角a。帶與帶輪接觸弧所對(duì)的圓心角即為包角a。包角的大小反映帶與帶輪輪緣表面間接觸弧的長(zhǎng)短。包角越小,接觸弧長(zhǎng)越短,接觸面間所產(chǎn)生的摩擦力總和也就越小。為了提高平帶傳動(dòng)的承載能力,包角就不能太小,一般要求包角。由于大帶輪上的包角總是比小帶輪上的包角大,因此只須驗(yàn)算小帶輪上的包角是否滿足要求即可。上一頁(yè)下一頁(yè)返回第5章鏈傳動(dòng)種類(lèi)及功能5.1帶傳動(dòng)小帶輪包角
的計(jì)算方法如下:開(kāi)口傳動(dòng):交叉?zhèn)鲃?dòng):
半交叉?zhèn)鲃?dòng):式中:--帶輪直徑,mm;
--大帶輪直徑,mm;a--中心距,mm。
上一頁(yè)下一頁(yè)返回第5章鏈傳動(dòng)種類(lèi)及功能5.1帶傳動(dòng)②帶長(zhǎng)L。平帶的帶長(zhǎng)是指帶的內(nèi)周長(zhǎng)度。其計(jì)算方法如下:開(kāi)口傳動(dòng):交叉?zhèn)鲃?dòng):半交叉?zhèn)鲃?dòng):在實(shí)際使用中,按上式計(jì)算所得帶長(zhǎng)還須考慮平帶在帶輪上的張緊量、懸垂量(中心距較大時(shí))和平帶的接頭量。上一頁(yè)下一頁(yè)返回第5章鏈傳動(dòng)種類(lèi)及功能5.1帶傳動(dòng)③傳動(dòng)比。傳動(dòng)比i在不考慮傳動(dòng)中的彈性滑動(dòng)時(shí),平帶傳動(dòng)的傳動(dòng)比可用從動(dòng)輪和主動(dòng)輪直徑之比計(jì)算,即受小帶輪的包角和帶傳動(dòng)外廓尺寸的限制,平帶傳動(dòng)的傳動(dòng)比(3)平帶的類(lèi)型和接頭方式平帶的主要類(lèi)型有:帆布芯平帶、皮革平帶、編織平帶和復(fù)合平帶等。其中使用最為廣泛的是以帆布芯平帶(以帆布為抗拉體的平帶)。接頭方式常用的有:膠合、縫合、鉸鏈帶扣等(圖5-6)。鉸鏈帶扣式接頭傳遞的功率較大,但傳動(dòng)速度不能太高,以免引起強(qiáng)烈的沖擊和振動(dòng)。經(jīng)膠合或縫合的接頭,傳動(dòng)時(shí)沖擊小,傳動(dòng)速度可以提高一些。上一頁(yè)下一頁(yè)返回第5章鏈傳動(dòng)種類(lèi)及功能5.1帶傳動(dòng)2.V帶傳動(dòng)
V帶是橫截面為V型的傳動(dòng)帶,V帶安裝在相應(yīng)的輪槽內(nèi),僅與輪槽的兩側(cè)接觸,而不與槽底接觸。
(1)V帶的類(lèi)型V帶是橫截面為等腰梯形或近似為等腰梯形的傳動(dòng)帶,其工作面為側(cè)面。根據(jù)功用的不同分:普通V帶、窄V帶、寬V帶、汽車(chē)V帶、大楔角V帶等。
(2)普通V帶輪的材料普通V帶輪的材料通常是根據(jù)帶速。來(lái)選擇的。帶速小于25m/s的時(shí)候,采用灰鑄鐵HT150;帶速。時(shí),采用灰鑄鐵HT200;帶速更高時(shí)采用鑄鋼;傳動(dòng)功率小或?yàn)榱藴p小質(zhì)量時(shí),可以采用鋁合金或非金屬。下一頁(yè)返回第5章鏈傳動(dòng)種類(lèi)及功能5.1帶傳動(dòng)
(3)V帶的結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)V帶其橫截面結(jié)構(gòu)如圖5-7所示,都制成無(wú)接頭的環(huán)形帶。V帶的結(jié)構(gòu)分為簾布結(jié)構(gòu)和線繩結(jié)構(gòu)兩種(圖5-7)。兩種結(jié)構(gòu)均由伸張層、強(qiáng)力層、壓縮層和包布層組成。伸張層和壓縮層在V帶與帶輪接觸作時(shí)因彎曲而分別被伸張和壓縮,這兩層材質(zhì)一般為膠料。
(4)普通V帶傳動(dòng)的主要參數(shù)普通V帶分Y,Z,A,B,C,D,E七種型號(hào),其截面形狀如圖5-8所示。各型號(hào)普通V帶的截面尺寸見(jiàn)表5-1。Y型V帶的截面積最小,E型V帶的截面積最大。V帶的截面積越大,其傳遞的功率越大。上一頁(yè)下一頁(yè)返回第5章鏈傳動(dòng)種類(lèi)及功能5.1帶傳動(dòng)
3.普通V帶的安裝使用及維護(hù)按照設(shè)計(jì)要求選取不同的帶型,基準(zhǔn)長(zhǎng)度和根數(shù),新舊不可以混用,會(huì)造成各帶受力不均勻。安裝帶輪時(shí),兩輪的軸線應(yīng)平行,端面與中心垂直,且兩帶輪在軸上不得晃動(dòng),否則會(huì)使帶側(cè)面過(guò)早磨損(圖5-9)。
V帶傳動(dòng)的中心距應(yīng)適當(dāng),中心距越大,傳動(dòng)結(jié)構(gòu)也越大,傳動(dòng)時(shí)還會(huì)引起V帶顫動(dòng);中心距太小,小帶輪上包角也越小,使摩擦力減小而影響傳遞的有效拉力,此外,由于單位時(shí)間內(nèi)帶在帶輪上撓曲次數(shù)增多,使V帶容易疲勞,影響V帶的壽命。上一頁(yè)下一頁(yè)返回第5章鏈傳動(dòng)種類(lèi)及功能5.1帶傳動(dòng)V帶頂面和帶輪輪槽頂面取齊,如圖5-10(a)所示(新安裝時(shí)V帶頂面可略高出)。這樣V帶和輪槽的工作面之間可充分接觸。如高出輪槽頂面太多[圖5-10(b)],則工作面的實(shí)際接觸面積減小,使傳動(dòng)能力降低;如低于輪槽頂面過(guò)多[圖5-10(c)],會(huì)使V帶底面與輪槽底面接觸,從而導(dǎo)致V帶傳動(dòng)因兩側(cè)工作面接觸不良而使摩擦力銳減甚至喪失。帶不宜過(guò)松或過(guò)緊,帶的張緊程度要適當(dāng)。過(guò)松,不能保證足夠的張緊力,傳動(dòng)時(shí)容易打滑,傳動(dòng)能力不能充分發(fā)揮;過(guò)緊,帶的張緊力過(guò)大,使帶的使用壽命縮短。新帶使用前,最好預(yù)先拉緊一段時(shí)間后再使用。安裝V帶時(shí),應(yīng)按規(guī)定的初拉力張緊。上一頁(yè)下一頁(yè)返回第5章鏈傳動(dòng)種類(lèi)及功能5.1帶傳動(dòng)4.平帶傳動(dòng)與V帶傳動(dòng)的特點(diǎn)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,使用維護(hù)方便,適用于兩軸中心距較大的傳動(dòng)場(chǎng)合;平帶傳動(dòng)比V帶傳動(dòng)可允許更大的中心距;由于傳動(dòng)帶富有彈性,能緩沖、吸振,所以傳動(dòng)平穩(wěn),噪聲低;在過(guò)載時(shí),傳動(dòng)帶在帶輪上有打滑,可以防止薄弱零件的損壞,起到安全保護(hù)作用。
5.傳動(dòng)帶的張緊傳動(dòng)帶在傳動(dòng)過(guò)程中,由于帶長(zhǎng)期受到拉力的作用,會(huì)產(chǎn)生永久變形而伸長(zhǎng),帶由張緊變?yōu)樗沙冢瑥埦o力逐漸減小,最終導(dǎo)致傳動(dòng)能力降低,甚至無(wú)法傳動(dòng)。因此,必須重新將傳動(dòng)帶張緊。常用的張緊方法有兩種,即使用張緊輪和調(diào)整中心距。上一頁(yè)下一頁(yè)返回第5章鏈傳動(dòng)種類(lèi)及功能5.1帶傳動(dòng)
(1)張緊輪方式圖5-12所示為平帶傳動(dòng)時(shí)采用的張緊輪裝置,它是利用平衡重錘使張緊輪張緊平帶的。張緊輪是為改變帶輪的包角或控制帶的張緊力而壓在帶上的隨動(dòng)輪。當(dāng)兩帶輪中心距不能調(diào)整時(shí),可使用張緊輪張緊裝置。圖5-13所示為V帶傳動(dòng)時(shí)采用的張緊輪裝置。V帶傳動(dòng)中使用的張緊輪應(yīng)安放在V帶松邊的內(nèi)側(cè)。張緊輪放在帶外側(cè),帶在傳動(dòng)時(shí)受雙向彎曲而影響使用壽命;放在帶的內(nèi)側(cè)時(shí),傳動(dòng)時(shí)帶只受單方向的彎曲,但會(huì)引起小帶輪上包角的減小,影響帶的傳動(dòng)能力,因此,應(yīng)使張緊輪盡量靠近大帶輪處,這樣可使小帶輪上的包角不致減小太多。上一頁(yè)下一頁(yè)返回第5章鏈傳動(dòng)種類(lèi)及功能5.1帶傳動(dòng)(2)調(diào)整中心距方式①定期張緊。帶的定期張緊裝置一般利用調(diào)整螺釘來(lái)調(diào)整兩帶輪軸線間的距離。如圖5-14(a)所示,將裝有帶輪的電動(dòng)機(jī)固定在滑座上,旋轉(zhuǎn)調(diào)整螺釘使滑座沿滑槽移動(dòng),將電動(dòng)機(jī)推到所需位置,然后固定。這種張緊方式適用于水平傳動(dòng)或接近水平的傳動(dòng)。圖5-14(b)所示為垂直或接近垂直傳動(dòng)時(shí)采用的定期張緊方式。通過(guò)旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)螺母使托架繞固定軸擺動(dòng),可以達(dá)到調(diào)整中心距使帶張緊的要求。②自動(dòng)張緊。如圖5-15所示,將裝有帶輪的電動(dòng)機(jī)固定在浮動(dòng)的擺架上,利用電動(dòng)機(jī)及擺架的自重,使帶輪隨同電動(dòng)機(jī)繞固定軸擺動(dòng),自動(dòng)保持張緊力。這種方式常在小功率的傳動(dòng)中使用。上一頁(yè)返回第5章鏈傳動(dòng)種類(lèi)及功能5.2鏈傳動(dòng)5.2.1鏈傳動(dòng)
1.鏈傳動(dòng)的構(gòu)成如圖5-16所示,鏈傳動(dòng)由主動(dòng)鏈輪3、從動(dòng)鏈輪1和繞在兩鏈輪上的封閉鏈條2組成,兩鏈輪分別安裝在相互平行的兩軸上。鏈輪上有特殊齒形的齒,傳動(dòng)時(shí),靠鏈節(jié)與鏈輪輪齒連續(xù)不斷地嚙合來(lái)傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力。鏈傳動(dòng)是由鏈條和具有特殊齒形的鏈輪構(gòu)成的傳遞運(yùn)動(dòng)和(或)動(dòng)力的傳動(dòng)。它是一種具有中間撓性件(鏈條)的嚙合傳動(dòng)。下一頁(yè)返回第5章鏈傳動(dòng)種類(lèi)及功能5.2鏈傳動(dòng)
2.鏈傳動(dòng)的傳動(dòng)比我們可以設(shè)在某鏈傳動(dòng)中,主動(dòng)鏈輪的齒數(shù)為,從動(dòng)鏈輪的齒數(shù)為,主動(dòng)鏈輪每轉(zhuǎn)過(guò)一個(gè)齒,鏈條移動(dòng)一個(gè)鏈節(jié),從動(dòng)鏈輪被鏈條帶動(dòng)轉(zhuǎn)過(guò)一個(gè)齒。當(dāng)主動(dòng)鏈輪的轉(zhuǎn)速為
,從動(dòng)鏈輪的轉(zhuǎn)速為時(shí),單位時(shí)間內(nèi)主動(dòng)鏈輪轉(zhuǎn)過(guò)的齒數(shù)與從動(dòng)鏈輪轉(zhuǎn)過(guò)的齒數(shù)湘等,即:。得鏈傳動(dòng)的傳動(dòng)比鏈節(jié)是組成鏈條的基本結(jié)構(gòu)單元。每個(gè)鏈節(jié)在鏈條的縱向(鏈條的長(zhǎng)度方向)含有一個(gè)節(jié)距。節(jié)距是兩相鄰鏈節(jié)鉸鏈副理論中心間的距離。設(shè)計(jì)給定的節(jié)距稱(chēng)為基本節(jié)距。上一頁(yè)下一頁(yè)返回第5章鏈傳動(dòng)種類(lèi)及功能5.2鏈傳動(dòng)5.2.2鏈傳動(dòng)的類(lèi)型鏈傳動(dòng)的類(lèi)型很多,按用途不同,鏈可分為以下三類(lèi):(1)輸送鏈用于輸送工件、物品和材料,可直接用于各種機(jī)械上,也可以組成鏈?zhǔn)捷斔蜋C(jī)作為一個(gè)單元出現(xiàn)。為了實(shí)現(xiàn)特定的輸送任務(wù),在鏈條上需要特定的“附件”。
(2)傳動(dòng)鏈應(yīng)用范圍最廣泛。主要用來(lái)在一般機(jī)械中傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力,也可用于輸送等場(chǎng)合。
(3)曳引起重鏈(曳引鏈)主要用以傳遞力,起牽引、懸掛物品的作用,兼作緩慢運(yùn)動(dòng)。傳動(dòng)鏈的種類(lèi)繁多,最常用的是齒形鏈和滾子鏈,本書(shū)重點(diǎn)介紹傳動(dòng)鏈中的齒形鏈和滾子鏈。上一頁(yè)下一頁(yè)返回第5章鏈傳動(dòng)種類(lèi)及功能5.2鏈傳動(dòng)
1.齒形鏈齒形鏈由齒形鏈板、導(dǎo)板、套筒和銷(xiāo)軸等組成,如圖5-17所示。根據(jù)導(dǎo)向形式不同分為內(nèi)導(dǎo)式和外導(dǎo)式兩種。齒形鏈傳動(dòng)平穩(wěn),傳動(dòng)比準(zhǔn)確,噪聲小(又稱(chēng)無(wú)聲鏈),承載能力大,耐沖擊,工作可靠,允許鏈速較高。但齒形鏈結(jié)構(gòu)復(fù)雜,質(zhì)量較大,裝拆較困難。其對(duì)安裝及維護(hù)要求較高,制造和使用成本較高。
GB10855-1989對(duì)傳動(dòng)用齒形鏈的基本參數(shù)和尺寸作了具體規(guī)定,共有7個(gè)鏈號(hào)、56種規(guī)格。表5-2列出了齒形鏈各鏈號(hào)及其節(jié)距尺寸。上一頁(yè)下一頁(yè)返回第5章鏈傳動(dòng)種類(lèi)及功能5.2鏈傳動(dòng)2.滾子鏈滾子鏈又稱(chēng)為套筒滾子鏈。如圖5-18所示,其由內(nèi)鏈板1、外鏈板2、銷(xiāo)軸3、套筒4和滾子5組成。其中內(nèi)鏈板與套筒采用過(guò)盈配合組成的聯(lián)接稱(chēng)為內(nèi)鏈節(jié),外鏈板與銷(xiāo)軸之間采用過(guò)盈配合組成的聯(lián)接稱(chēng)為外鏈節(jié),而滾子與套筒、套筒與銷(xiāo)軸之間均采用間隙配合。聯(lián)接鏈條就是由多個(gè)內(nèi)、外鏈節(jié)依次交替鉸接構(gòu)成。內(nèi)、外鏈節(jié)可以相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)(套筒可繞銷(xiāo)軸自由轉(zhuǎn)動(dòng))。當(dāng)需要承受較大載荷、傳遞較大功率時(shí),可使用多排鏈(圖5-19)。多排鏈相當(dāng)于幾個(gè)普通的單排鏈彼此之間用長(zhǎng)銷(xiāo)軸連接而成。上一頁(yè)下一頁(yè)返回第5章鏈傳動(dòng)種類(lèi)及功能5.2鏈傳動(dòng)表5-3列出了GB/T1243-1997規(guī)定的滾子鏈的基本參數(shù)和尺寸。由于國(guó)際上幾乎所有國(guó)家的鏈節(jié)距均用英制單位,因而在我國(guó)的鏈條標(biāo)準(zhǔn)中,節(jié)距也采用英制折算成米制的單位。表中的鏈號(hào)數(shù)乘全25.4/16即為節(jié)距值,后綴為A的傳動(dòng)鏈?zhǔn)窃从诿绹?guó)的標(biāo)準(zhǔn),后綴為B的傳動(dòng)鏈?zhǔn)窃从谟?guó)的標(biāo)準(zhǔn)。滾子鏈的標(biāo)記為:鏈號(hào)-排數(shù)x整鏈鏈節(jié)數(shù)標(biāo)準(zhǔn)號(hào)例如:節(jié)距為15.875mm的A系、雙排、80節(jié)的滾子鏈,其標(biāo)記為:10A-2x80上一頁(yè)下一頁(yè)返回第5章鏈傳動(dòng)種類(lèi)及功能5.2鏈傳動(dòng)5.2.3鏈傳動(dòng)的特點(diǎn)
1.鏈傳動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)鏈傳動(dòng)其兼有齒輪傳動(dòng)和帶傳動(dòng)的特點(diǎn),它屬于具有中間撓性件的嚙合傳動(dòng)。與齒輪傳動(dòng)和摩擦式帶傳動(dòng)相比,鏈傳動(dòng)的主要優(yōu)點(diǎn)是:沒(méi)有彈性滑動(dòng),平均傳動(dòng)比準(zhǔn)確;傳動(dòng)效率較高,鏈條對(duì)軸的拉力較小;可以在較惡劣的條件下工作;承載能力大;制造與安裝精度要求較低;軸間距較大且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。2.鏈傳動(dòng)的缺點(diǎn)傳動(dòng)的平穩(wěn)性差,有噪聲;瞬時(shí)傳動(dòng)比不恒定;磨損后易發(fā)生跳齒和脫鏈;急速反向轉(zhuǎn)動(dòng)的性能差;不適用于過(guò)小的軸間距和有急速換向的傳動(dòng)。上一頁(yè)返回第5章鏈傳動(dòng)種類(lèi)及功能圖5-1帶傳動(dòng)(a)平帶;(b)V帶;(c)圓帶;(d)同步帶返回第5章鏈傳動(dòng)種類(lèi)及功能圖5-2開(kāi)口傳動(dòng)返回第5章鏈傳動(dòng)種類(lèi)及功能圖5-3交叉?zhèn)鲃?dòng)返回第5章鏈傳動(dòng)種類(lèi)及功能圖5-4半交叉?zhèn)鲃?dòng)返回第5章鏈傳動(dòng)種類(lèi)及功能圖5-5角度傳動(dòng)返回第5章鏈傳動(dòng)種類(lèi)及功能圖5-6平帶常用的接頭方式(a)皮革平帶的膠合;(b)帆布芯平帶的膠合;(c)用皮條縫合;(d)用腸弦縫合;(e)鉸鏈帶扣返回第5章鏈傳動(dòng)種類(lèi)及功能圖5-7普通V帶的結(jié)構(gòu)
(a)線繩結(jié)構(gòu);(b)簾布結(jié)構(gòu)1-伸張層;2-強(qiáng)力層;3-壓縮層;4-包布層返回第5章鏈傳動(dòng)種類(lèi)及功能圖5-8普通V帶的截面形狀返回第5章鏈傳動(dòng)種類(lèi)及功能表5-1普通V帶的截面尺寸(mm)返回第5章鏈傳動(dòng)種類(lèi)及功能圖5-9V帶和帶輪的安裝(a)兩帶輪理想正確位置;(
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