
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唐山學(xué)院機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)四十一1前言機(jī)器一般是由原動(dòng)機(jī)、傳動(dòng)裝置和工作裝置組成。傳動(dòng)裝置是用來傳遞原動(dòng)機(jī)的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力、變換其運(yùn)動(dòng)形式以滿足工作裝置的需要,是機(jī)器的重要組成部分。傳動(dòng)裝置是否合理將直接影響機(jī)器的工作性能、重量和成本。合理的傳動(dòng)方案除滿足工作裝置的功能外,還要求結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造方便、成本低廉、傳動(dòng)效率高和使用維護(hù)方便。
本設(shè)計(jì)中原動(dòng)機(jī)為電動(dòng)機(jī),工作機(jī)為皮帶輸送機(jī)。傳動(dòng)方案采用了兩級(jí)傳動(dòng),第一級(jí)傳動(dòng)為直齒圓柱齒輪減速器,第二級(jí)傳動(dòng)為閉式齒輪傳動(dòng)。齒輪傳動(dòng)的傳動(dòng)效率高,適用的功率和速度范圍廣,使用壽命較長(zhǎng),是現(xiàn)代機(jī)器中應(yīng)用最為廣泛的機(jī)構(gòu)之—。本設(shè)計(jì)采用的是二級(jí)直齒輪傳動(dòng),直齒輪不產(chǎn)生軸向力,但傳動(dòng)平穩(wěn)性較差,適合低速傳動(dòng)。
說明減速器的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、材料選擇和應(yīng)用場(chǎng)合。
綜合運(yùn)用機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)、機(jī)械制造基礎(chǔ)的知識(shí)和繪圖技能,完成傳動(dòng)裝置的測(cè)繪與分析,通過這一過程全面了解一個(gè)機(jī)械產(chǎn)品所涉及的結(jié)構(gòu)、強(qiáng)度、制造、裝配以及表達(dá)等方面的知識(shí),培養(yǎng)綜合分析、實(shí)際解決工程問題的能力。
2設(shè)計(jì)任務(wù)書2.1設(shè)計(jì)題目,內(nèi)容及要求2.1.1設(shè)計(jì)題目:用于帶式運(yùn)輸機(jī)的二級(jí)圓柱齒輪減速器設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)二用于帶式運(yùn)輸機(jī)上的兩級(jí)展開式圓柱齒輪減速器.運(yùn)輸機(jī)連續(xù)單向運(yùn)轉(zhuǎn),載荷變化較平穩(wěn),運(yùn)輸機(jī)工作轉(zhuǎn)速允許誤差為5%。,減速器小批量生產(chǎn),工作在室外,灰塵較大,常溫,使用期限10年(250天/年),三班制工作,檢修間隔期為三年一大修。車間有三相交流,電壓380/220V。2.1.2內(nèi)容及要求:1)機(jī)械裝置的總體設(shè)計(jì)電機(jī)的選擇、總傳動(dòng)比的計(jì)算及機(jī)械傳動(dòng)運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)的計(jì)算2)傳動(dòng)裝置的設(shè)計(jì)傳動(dòng)零件的設(shè)計(jì)計(jì)算;傳動(dòng)裝置裝配草圖和零部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì);裝配圖的設(shè)計(jì)與繪制。3)零件圖設(shè)計(jì):軸零件圖繪制;齒輪零件圖的繪制。4)撰寫設(shè)計(jì)說明書一份,不少于6000—8000字。2.2原始資料2.2.1傳動(dòng)方案及工作條件1)工作情況:三班制單向連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn),載荷較平穩(wěn);運(yùn)輸機(jī)工作轉(zhuǎn)速允許誤差±5%;2)使用折舊期:10年,每年工作250天;3)工作環(huán)境:室外,灰塵較大,常溫;4)動(dòng)力來源:電力,三相交流,電壓380/220V;5)檢修間隔期:三年一大修,半年一小修;6)制造條件及生產(chǎn)批量:一般機(jī)械制造工廠,批量生產(chǎn);2.2.2原始技術(shù)數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)編號(hào)C1C2C3C4C5C6C7C8C9C10運(yùn)輸帶工作拉力F(N)5000520040004500420044005300580030003500運(yùn)輸帶工作速度V(m/s)0.360.550.450.650.380.480.66卷筒直徑D(mm)4604503904704804004104204654752.3設(shè)計(jì)步驟1)傳動(dòng)裝置總體設(shè)計(jì)方案2)電動(dòng)機(jī)的選擇3)確定傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比和分配傳動(dòng)比4)計(jì)算傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)5)設(shè)計(jì)V帶和帶輪6)齒輪的設(shè)計(jì)7)滾動(dòng)軸承和傳動(dòng)軸的設(shè)計(jì)及鍵和聯(lián)軸器的選擇。8)箱體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)9)潤(rùn)滑密封設(shè)計(jì)3總體設(shè)計(jì)方案1.傳動(dòng)裝置的組成:傳動(dòng)裝置由電機(jī)、減速器、卷筒等組成。2.傳動(dòng)裝置的特點(diǎn):齒輪相對(duì)于軸承不對(duì)稱分布,故沿軸向載荷分布不均勻,要求軸有較大的剛度。3.確定傳動(dòng)方案:其傳動(dòng)方案如下:圖3-1傳動(dòng)裝置總體設(shè)計(jì)圖初步確定傳動(dòng)系統(tǒng)總體方案如:傳動(dòng)裝置總體設(shè)計(jì)圖所示。選擇二級(jí)圓柱齒輪減速器(同軸式式)。4電動(dòng)機(jī)的選擇1.選擇電動(dòng)機(jī)類型按工作要求選用Y系列全封閉自扇式籠型三相異步電動(dòng)機(jī),電壓380V。2.選擇電動(dòng)機(jī)容量電動(dòng)機(jī)所需工作功率為工作機(jī)所需功率為各部分效率:V帶傳動(dòng)效率;滾動(dòng)軸承效率;閉式齒輪傳動(dòng)效率;聯(lián)軸器效率;傳動(dòng)滾筒效率。代入得所需電動(dòng)機(jī)功率為因載荷平穩(wěn),電動(dòng)機(jī)額定功率略大于即可。選電動(dòng)機(jī)的額定功率為3KW。3.確定電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速滾筒軸工作轉(zhuǎn)速二級(jí)圓柱齒輪減速器的傳動(dòng)比i=8~40,故電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的可選范圍為符合這一范圍的轉(zhuǎn)速有1500和3000的電動(dòng)機(jī)。3000總傳動(dòng)比大,傳動(dòng)裝置外廓尺寸大,制造成本高,結(jié)構(gòu)不緊湊。故取1500的電動(dòng)機(jī)綜上所述,符合以上數(shù)據(jù)要求的電動(dòng)機(jī)只有Y100L2-4型電動(dòng)機(jī)。5傳動(dòng)比、運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)計(jì)算1.計(jì)算傳動(dòng)比總傳動(dòng)比2.分配傳動(dòng)裝置各級(jí)傳動(dòng)比取V帶傳動(dòng)比則減速器的傳動(dòng)比為由于為同軸式減速器,故高速級(jí)和低速級(jí)的傳動(dòng)比為3.運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)計(jì)算0軸(電動(dòng)機(jī)軸) 1軸(高速軸) 2軸(中間軸) 3軸(低速軸)4軸(滾筒軸) 各軸運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)計(jì)算結(jié)果:軸名功率P/kW轉(zhuǎn)矩T/N·m轉(zhuǎn)速n/(r/min)傳動(dòng)比i效率輸入輸出輸入輸出電動(dòng)機(jī)軸2.8419.11420111軸2.732.7055.0854.53473.3330.962軸2.622.59144.31142.87173.382.730.963軸2.522.49378.93375.1463.512.730.96滾筒軸2.472.45371.41367.7063.5110.986齒輪的設(shè)計(jì)6.1高速級(jí)齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)1.選擇齒輪類型、精度等級(jí)、材料及齒數(shù)(1)選用直齒圓柱齒輪傳動(dòng),壓力角取為。(2)帶式輸送機(jī)為一般工作機(jī)器,選用7級(jí)精度。(3)材料選擇。由表10-1,選擇小齒輪材料為40Cr(調(diào)質(zhì)),齒面硬度為280HBS;大齒輪材料為45鋼,齒面硬度為240HBS。280HBS-240HBS=40HBS>30HBS(4)、選小齒輪齒數(shù),大齒輪齒數(shù),取。2.按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)試算小齒輪分度圓直徑,即。確定公式中各參數(shù)的值。試選;計(jì)算小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩;由表10-7選取齒寬系數(shù);由圖10-20查得區(qū)域系數(shù);由表10-5查得材料的彈性影響系數(shù);由式10-9計(jì)算接觸疲勞強(qiáng)度用重合系數(shù):計(jì)算疲勞許用應(yīng)力;由圖10-25d查得小齒輪和大齒輪的接觸疲勞極限分別為、。計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù):由圖10-23查取接觸疲勞壽命系數(shù)、,取失效概率為1%,安全系數(shù)S=1,可得取其中較小者作為該齒輪副的接觸疲勞許用應(yīng)力,即。試算小齒輪分度圓直徑:取=67.5mm(2)、調(diào)整小齒輪分度圓直徑計(jì)算實(shí)際載荷系數(shù)前的數(shù)據(jù)準(zhǔn)備。圓周速度v:齒寬b:計(jì)算實(shí)際載荷系數(shù)由表10-2查得使用系數(shù);根據(jù)V=1.67m/s、7級(jí)精度,由圖10-8查得動(dòng)載系數(shù);齒輪的圓周力:由表10—3查得齒間載荷分配系數(shù);在這里由表10-4用插值法查得7級(jí)精度、小齒輪相對(duì)支撐不對(duì)稱布置時(shí),得齒向載荷分布系數(shù);由此得到實(shí)際載荷系數(shù):可得按實(shí)際載荷系數(shù)算得的分度圓直徑:及相應(yīng)的齒輪模數(shù)3.按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)(1)試算模數(shù),即確定公式中各參數(shù)的值試選;由式10-5計(jì)算彎曲疲勞強(qiáng)度用重合度系數(shù):;計(jì)算由圖10-17查得齒形系數(shù)、;由圖10-18查得應(yīng)力修正系數(shù)、;由圖10-24c查得小齒輪和大齒輪的齒根彎曲疲勞極限分別為、;由圖10-22查得彎曲疲勞壽命系數(shù)、;取彎曲疲勞安全系數(shù)S=1.4,得:取其較大者,即試算模數(shù):(2)調(diào)整齒輪模數(shù)計(jì)算實(shí)際載荷系數(shù)前的數(shù)據(jù)準(zhǔn)備圓周速度V。齒寬b。寬高比b/h。計(jì)算實(shí)際載荷系數(shù)根據(jù)、7級(jí)精度,查得動(dòng)載系數(shù);由;查表得齒間載荷分配系數(shù);由表10-4用插值法查得,結(jié)合,得,則載荷系數(shù):;可得按實(shí)際載荷系數(shù)算得的齒輪模數(shù):為使其滿足要求,取m=1.5mm,,,取。1.1.4、幾何尺寸計(jì)算由上有m=2mm,,;則,,。(4)齒面接觸疲勞強(qiáng)度校核按前述類似做法,有,,,,,,,有(5)齒根彎曲疲勞強(qiáng)度校核按前述類似做法,有,,,,,,,有,m=2mm,。有齒根彎曲疲勞強(qiáng)度滿足要求主要設(shè)計(jì)結(jié)論:6.2低速級(jí)齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)1.選齒輪類型、精度等級(jí)、材料及齒數(shù)選用斜齒圓柱齒輪,壓力角α=20,初選螺旋角β=,精度等級(jí)選用7級(jí)精度;材料及熱處理:選擇小齒輪材料為45鋼(調(diào)質(zhì)),硬度為280HBS,大齒輪材料為45鋼(調(diào)質(zhì)),硬度為240HBS,二者材料硬度差為40HBS。試選小齒輪齒數(shù)z1=21,大齒輪齒數(shù)z2=z1*i=23*5.848=122.8.圓整z2=122。此時(shí),i=122/21=5.809,誤差為0.658%。按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)2.按式(10—21)試算小齒輪分度圓直徑,即確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值試選Kt=1.3由圖10-20選取區(qū)域系數(shù)=2.433由表10-7選取尺寬系數(shù)φd=1計(jì)算小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩T21==表10-5查得材料的彈性影響系數(shù)ZE=189.8Mpa計(jì)算接觸疲勞強(qiáng)度用重合度系數(shù).=========1.2125==1.649===0.75697螺旋角系數(shù)===0.985由圖10-25d查得小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限σHlim1=550MPa;大齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限σHlim2=550MPa;由式(10-15)計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)N1=60n1jLh=60×710×1×(24×250×10)=2.566×N2=N1/5=3.99×由圖10-23查得接觸疲勞壽命系數(shù)KHN1=0.93;KHN2=0.96MPa=558MPaMPa=528MPa取和中的較小者作為該齒輪副的接觸疲勞許用應(yīng)力,因此可得==528MPa計(jì)算小齒輪分度圓直徑=mm=37.78mm(2)調(diào)整小齒輪分度圓直徑計(jì)算實(shí)際載荷系數(shù)前的數(shù)據(jù)準(zhǔn)備:圓周速度v。=0.4348m/s齒寬b。b==1x41.54mm=41.54mm。計(jì)算實(shí)際載荷系數(shù)。已知載荷平穩(wěn),所以取=1根據(jù)v=0.4348m/s,7級(jí)精度,由圖10—8查得動(dòng)載系數(shù)=1.02=44.92N/mm>100N/mm查表10-3得齒間載荷分配系數(shù)=1.2。由表10—4用插值法查得7級(jí)精度、小齒輪相對(duì)支撐對(duì)稱布置時(shí),得齒向載荷分配系數(shù)=1.4293。故實(shí)際載荷系數(shù)K===2.062由式(10-12)可得按實(shí)際的載荷系數(shù)算得的分度圓直徑,==44.05mm及相應(yīng)的齒輪模數(shù)==2.20mm3.齒根彎曲疲勞強(qiáng)度校核由式(10-7)計(jì)算模數(shù),即(1)確定公式中各參數(shù)的值:試選=1.3。由式(10-5)計(jì)算彎曲疲勞強(qiáng)度用重合度系數(shù)。====1.2786==0.8366由式(10-19),可計(jì)算彎曲疲勞強(qiáng)度的螺旋角系數(shù)。===0.8076計(jì)算。由當(dāng)量齒數(shù)==22.988,==134.646,查10-17得齒形系數(shù)=2.71,=2.18。由圖10-18查得應(yīng)力修正系數(shù)=1.56、=1.82。由圖10-24c查得小齒輪的齒根彎曲疲勞強(qiáng)度極限σFlim1=500MPa;大齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限σFlim2=380MPa;由圖10-22查得彎曲疲勞壽命系數(shù)KFN1=0.92,KFN2=0.96。取彎曲疲勞安全系數(shù)S=1.4,由式(10-14)得==328.57MPa==260.57MPa==0.0128==0.01556因?yàn)榇簖X輪的大于小齒輪,所以取==0.01556試算模數(shù)==1.780mm調(diào)整齒輪模數(shù)計(jì)算實(shí)際載荷系數(shù)前的數(shù)據(jù)準(zhǔn)備。圓周速度v。==28.986mm=1.07757m/s齒寬b。b==1x28.986mm=28.986mm齒寬高比b/h。==3.0134b/h=28.986/3.0134=9.619計(jì)算實(shí)際載荷系數(shù)。根據(jù)v=1.07757m/s,7級(jí)精度,由圖10—8查得動(dòng)載系數(shù)=1.06;N=N=94.643N/mm>100N/mm查表10-3得齒間載荷分配系數(shù)=1.4。由表10—4用插值法查得齒向載荷分配系數(shù)=1.43,結(jié)合b/h=9.619,查圖10-13,得=1.35故實(shí)際載荷系數(shù)K===1.547由齒根彎曲疲勞強(qiáng)度校核式代入數(shù)值得=226.5MPa<260.57MPa滿足齒根彎曲疲勞強(qiáng)度。故取模數(shù)m=2合適。4.幾何尺寸計(jì)算計(jì)算中心距==148.41mm因二級(jí)減速器為同軸式,中心距相等,故將此中心距圓整成150mm。圓整后的中心距修正螺旋角==計(jì)算大、小齒輪的分度圓直徑==43.75mm==256.25mm計(jì)算齒輪寬度==43.75mm考慮都安裝誤差,取小齒輪齒寬b1=50mm,大齒輪齒寬b2=44mm。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì):因齒輪齒頂圓直徑大于160mm,而又小于500mm,故選用腹板式。5.主要設(shè)計(jì)結(jié)論齒數(shù)Z1=21,Z2=122,模數(shù)m=2mm,壓力角α=,螺旋角β=,中心距a=150mm,齒寬b1=50mm,b21=44mm,小齒輪材料為45鋼(調(diào)質(zhì)),大齒輪材料為45鋼(調(diào)質(zhì))。齒輪按7級(jí)精度設(shè)計(jì)。7傳動(dòng)軸的設(shè)計(jì)及滾動(dòng)軸承的選擇7.1中間速軸的設(shè)計(jì)及軸承的選擇求中間軸上小大齒輪的功率P,轉(zhuǎn)速n和轉(zhuǎn)矩T。低速級(jí)上的小齒輪:高速級(jí)上的大齒輪:求作用在齒輪上的力小齒輪:因已知小齒輪的的分度圓直徑為而大齒輪:已知大齒輪的的分度圓直徑為而3初步確定軸的最小直徑.先按式15-2初步估算軸的最小直徑。選取軸的材料為45鋼,調(diào)質(zhì)處理。根據(jù)表15-3,取,于是得4.軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)(1)擬定軸上零件的裝配方案:如圖所示圖圖3.7.1中間軸(2)根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長(zhǎng)度該中間軸的最小直徑顯然是安裝滾動(dòng)軸承所在的軸的直徑,為了使所選的軸的直徑與滾動(dòng)軸承的孔徑相適應(yīng),故需同時(shí)選用滾動(dòng)軸承,在此處軸既受徑向力,又受軸向力,所以選用單列圓錐滾子軸承,參照工作面要求并根據(jù),由軸承產(chǎn)品目錄中初步選取0基本游隙組,標(biāo)準(zhǔn)精度級(jí)的角接觸球軸承7212AC,其尺寸為,所以,左端軸承右側(cè)采用套筒定位,套筒右側(cè)是一非定位軸肩,非定位軸肩的高度,所以,同理,給右端軸承定位的套筒左端也為一非定位軸肩,所以。至此,中間軸上各軸段的直徑已設(shè)計(jì)出。取齒輪距箱體內(nèi)壁之距離為14mm,滾動(dòng)軸承距箱體內(nèi)部距離為9mm。所以有,由上已知低速級(jí)小齒輪的齒寬為,由于齒輪所在軸段應(yīng)比齒輪輪轂短2-3mm,所以可確定,兩齒輪中間軸段為一軸環(huán),其寬度,所以取。至此,中間軸上各軸段長(zhǎng)度已確定。(3)中間軸上零件的周向定位:齒輪與軸之間的周向定位采用平鍵連接,由表6-1查得采用平鍵尺寸為,同時(shí)為了保證齒輪與軸配合有良好的對(duì)中性,故選擇齒輪輪轂與軸的配合為。滾動(dòng)軸承與軸的周向定位是由過渡配合來保證的,此處選軸的直徑尺寸公差為m6。確定軸上的圓角和倒角尺寸取軸端倒角為C2,各軸肩處的圓角半徑為R1。軸的強(qiáng)度校核首先根據(jù)軸的結(jié)構(gòu)圖作出軸的計(jì)算簡(jiǎn)圖,如下圖:圖圖3.7.2中間軸的計(jì)算簡(jiǎn)圖在確定軸承的支點(diǎn)位置之前,應(yīng)從手冊(cè)中查取a值,對(duì)于7212AC的角接觸球軸承,由手冊(cè)中查的,作為簡(jiǎn)支梁的軸的支撐跨距為183.6mm,根據(jù)軸的計(jì)算簡(jiǎn)圖作出軸的彎矩圖和扭矩圖。其中從軸的結(jié)構(gòu)圖以及彎矩圖和扭矩圖可看出截面2是軸的危險(xiǎn)截面,現(xiàn)將計(jì)算出的截面B處數(shù)據(jù)列于下表:載荷水平面H垂直面V支反力F彎矩M總彎矩扭矩T按彎曲扭轉(zhuǎn)合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度根據(jù)==前已選軸材料為45鋼,調(diào)質(zhì)處理。查表15-1得[]=60MP〈[]此軸合理安全。軸承的校核求兩軸承受到的徑向載荷。中間軸上軸承受力如下圖將軸系部件受到的空間力系分解為鉛垂面和水平面兩個(gè)力系。圖中在鉛垂面內(nèi),對(duì)1處取矩,設(shè)所取彎矩順時(shí)針為正,則有,帶入數(shù)值得,解得。又,即:。在水平面內(nèi),同理,對(duì)1處取矩,設(shè)所取彎矩順時(shí)針為正,則有,帶入數(shù)值的,解得。又,即。所以有,。求兩軸承的計(jì)算軸向力該中間軸所選軸承為7212AC的軸承,查表得其派生軸向力計(jì)算方法為,所查取得。所以有,,外在軸向力為,因?yàn)?所以軸承2被壓緊,軸承1被放松。所以可求得軸承1所受軸向力為,軸承2所受軸向力為。求兩軸承的當(dāng)量動(dòng)載荷查手冊(cè)可知,判斷系數(shù),又因?yàn)椋楸淼?。取,所以,。取兩者中較大者進(jìn)行壽命計(jì)算,則。軸承壽命計(jì)算,此處所選軸承為7212AC的角接觸球軸承,所以,并從手冊(cè)上查的其基本額定動(dòng)載荷為,中間軸的轉(zhuǎn)速為,將數(shù)值帶入上述公式得。所以該軸承滿足壽命要求。7.2高速軸的的設(shè)計(jì)及軸承的選擇1.求高速軸上小齒輪的功率P,轉(zhuǎn)速n和轉(zhuǎn)矩T。2.初步確定軸的最小直徑先按式15-2初步估算軸的最小直徑。選取軸的材料為45鋼,調(diào)質(zhì)處理。根據(jù)表15-3,取,于是得3.軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)(1)擬定軸上零件的裝配方案:如圖所示(2)根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長(zhǎng)度該高速軸的最小直徑顯然是安裝帶輪所在的軸的直徑現(xiàn)取軸的直徑為,該軸右端采用軸肩定位,考慮到軸肩的高度,現(xiàn)取,選用6307的深溝球球軸承。軸承兩端用擋油環(huán)定位,套筒右端為一定位軸肩,考慮到軸肩的高度,算的,軸段4-5為一軸環(huán),其左端為一非定位軸肩,高1-2mm,所以,軸段6-7右端為非定位軸肩取,至此,高速軸各軸段直徑已設(shè)計(jì)出。結(jié)合中間軸相關(guān)軸段長(zhǎng)度的確定以及滾動(dòng)軸承寬度的大小,確定出,,由上已知高速級(jí)小齒輪的齒寬為,由于齒輪所在軸段應(yīng)比齒輪輪轂短2-3mm,所以可確定,齒輪左端軸段為一軸環(huán),其寬度,所以取。取,并取至此,中間軸上各軸段長(zhǎng)度已確定。(3)中間軸上零件的周向定位:齒輪與軸之間的周向定位采用平鍵連接,由表6-1查的大齒輪處采用平鍵尺寸為。同時(shí)為了保證齒輪與軸配合有良好的對(duì)中性,故選擇齒輪輪轂與軸的配合為。滾動(dòng)軸承與軸的周向定位是由過渡配合來保證的,此處選軸的直徑尺寸公差為m6。確定軸上的圓角和倒角尺寸取軸端倒角為C2,各軸肩處的圓角半徑為R1。7.3低速軸的設(shè)計(jì)以及軸承的選擇1.求低速軸上大齒輪的功率P,轉(zhuǎn)速n和轉(zhuǎn)矩T。2.初步確定軸的最小直徑先按式15-2初步估算軸的最小直徑。選取軸的材料為45鋼,調(diào)質(zhì)處理。根據(jù)表15-3,取,于是得3.軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)(1)擬定軸上零件的裝配方案:見圖(2)根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長(zhǎng)度由圖知,該軸的最小直徑顯然是安裝軸承處軸的直徑,為了使所選的軸的直徑與聯(lián)軸器相適應(yīng),故需同時(shí)選取聯(lián)軸器型號(hào)。聯(lián)軸器計(jì)算轉(zhuǎn)矩,考慮轉(zhuǎn)矩變化很小,故取。則按照計(jì)算轉(zhuǎn)矩應(yīng)小于聯(lián)軸器的公稱轉(zhuǎn)矩的條件,查手冊(cè),選用HL3型彈性柱銷聯(lián)軸器,其公稱轉(zhuǎn)矩為630000。半聯(lián)軸器的孔徑,故取,半聯(lián)軸器的長(zhǎng)度為,半聯(lián)軸器與軸配合的轂孔的長(zhǎng)度為。為了滿足半聯(lián)軸器的軸向定位要求,1-2軸段右端需制出一軸肩,故取2-3段直徑為;左端用軸端擋圈定位,按軸端直徑取擋圈直徑為。為了保證軸端擋圈只壓在半聯(lián)軸器上而不壓在軸的端面上,故1-2段的長(zhǎng)度應(yīng)比略短一些,現(xiàn)取。初步選擇滾動(dòng)軸承。由于此處軸承既受軸向力又受徑向力,結(jié)合所以選用7210C的角接觸球軸承。取3-4軸段,其尺寸為,故。軸段5-6處安裝有齒輪,齒輪右端為一非定位軸肩,所以取安裝齒輪處的軸段,齒輪的右端與右軸承之間采用套筒定位。已知齒輪輪轂的寬度為73mm,為了使套筒端面可靠的壓緊齒輪,此軸段應(yīng)略短于輪轂的寬度,故取。齒輪左側(cè)用軸肩定位,h=2mm。所以,結(jié)合軸2,為了使兩軸上的齒輪可以相互嚙合,并使軸的布置位置不超過箱體,所以取,,,。至此,已初步確定了軸的各段直徑和長(zhǎng)度。(3)軸上零件的周向定位。聯(lián)軸器、齒輪與軸的周向定位均采用平鍵連接。按、,查得齒輪與聯(lián)軸器聯(lián)接的平鍵截面,;齒輪與軸聯(lián)接的平鍵截面。同時(shí)為了保證齒輪與軸配合有良好的對(duì)中性,故選擇齒輪輪轂與軸的配合為。滾動(dòng)軸承與軸的周向定位是由過渡配合來保證的,此處選軸的直徑尺寸公差為m6。(4)確定軸上圓角和倒角尺寸。取軸端倒角為C2,各軸肩處的圓角半徑為R1。8鍵的選擇及強(qiáng)度校核8.1高速軸鍵的強(qiáng)度校核由軸直徑d=32mm,,選擇A型鍵108,L=48mm,材料為45鋼。校核如下:MPa而故合格。8.2中間軸鍵的強(qiáng)度校核由軸直徑d=56mm,,選擇A型鍵1610,L=37mm,材料為45鋼。校核如下:MPa而故合格。8.3低速軸鍵的校核由軸直徑d=78mm,,選擇A型鍵22x14,L=35mm,材料為45鋼。校核如下:而故合格。9箱體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)減速器的箱體采用鑄造(HT200)制成,采用剖分式結(jié)構(gòu)為了保證齒輪佳合質(zhì)量,大端蓋分機(jī)體采用配合。1、箱體有足夠的剛度箱體外輪廓為長(zhǎng)方形,為了增強(qiáng)了軸承座剛度,在機(jī)體為加鑄肋板。2、考慮到機(jī)體內(nèi)零件的潤(rùn)滑,密封及散熱。因其傳動(dòng)件速度小于12m/s,故采用侵油潤(rùn)油,同時(shí)為了避免油攪得沉渣濺起,齒頂?shù)接统氐酌娴木嚯xH為70mm。為保證機(jī)蓋與機(jī)座連接處密封,聯(lián)接凸緣應(yīng)有足夠的寬度,聯(lián)接表面應(yīng)精加工。3、機(jī)體結(jié)構(gòu)有良好的工藝性.鑄件壁厚為8mm,機(jī)體外型簡(jiǎn)單,拔模方便。減速器箱體結(jié)構(gòu)尺寸:名稱符號(hào)計(jì)算公式結(jié)果箱座壁厚8箱蓋壁厚8箱蓋凸緣厚度12箱座凸緣厚度14箱座底凸緣厚度20地腳螺釘直徑20地腳螺釘數(shù)目查手冊(cè)4軸承旁聯(lián)接螺栓直徑16機(jī)蓋與機(jī)座聯(lián)接螺栓直徑=(0.5~0.6)12軸承端蓋螺釘直徑=(0.4~0.5)10視孔蓋螺釘直徑=(0.3~0.4)8定位銷直徑=(0.7~0.8)8,,至外機(jī)壁距離查機(jī)械課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書表4262219,至凸緣邊緣距離查機(jī)械課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書表42219外箱壁至軸承座端面距離=++(8~12)50大齒輪頂圓與內(nèi)機(jī)壁距離>1.210齒輪端面與內(nèi)機(jī)壁距離>8機(jī)蓋,機(jī)座肋厚1010軸承端蓋外徑+(5~5.5)150軸承旁聯(lián)結(jié)螺栓距離15010潤(rùn)滑和密封設(shè)計(jì)1.齒輪的潤(rùn)滑由于所設(shè)計(jì)的減速器的雙級(jí)圓柱齒輪減速器,兩個(gè)大齒輪的轉(zhuǎn)速均不高,均小于12m/s,減速器的齒輪采用浸油潤(rùn)滑,由于高、低速級(jí)的大齒輪的尺寸不同,因而浸油深度就不一樣。為了使兩齒輪均潤(rùn)滑良好,推薦對(duì)大圓柱齒輪通至少一個(gè)齒高,即10mm,。而錐齒輪應(yīng)浸入0.5到1個(gè)齒寬,但是不小于10mm,總體上油深不能超過大直齒圓柱齒輪分度圓直徑的三分之一,因此確定油深度為60mm,最高深度為70mm,為保證潤(rùn)滑及散熱的需要,減速器內(nèi)應(yīng)有足夠的油量。根據(jù)運(yùn)動(dòng)粘度選擇L-AN32型號(hào)的潤(rùn)滑油,其凝點(diǎn)為-5攝氏度,閃點(diǎn)為150攝氏度。2.軸承的潤(rùn)滑對(duì)于角接觸球軸承,dn<10mm·r/min,采用脂潤(rùn)滑,選擇ZL-3潤(rùn)滑脂。3.軸上的密封由于軸I的速度,選擇氈圈式密封,利用矩形截面的毛氈圈嵌入梯形槽中所產(chǎn)生的對(duì)軸的壓緊作用,獲得防止?jié)櫥吐┏龊屯饨珉s質(zhì)、灰塵等侵入軸承室的密封效果。高速軸密封選擇適合軸的d=35mm的氈圈,輸出軸采用適合軸的d=60mm的相應(yīng)尺寸的氈圈。4.箱蓋和箱座接合面的密封在箱蓋和箱座結(jié)合面上涂密封膠密封。5.其他密封檢查孔蓋板、排油螺塞與箱體的結(jié)合面間均采用石棉橡膠紙密封。11附件設(shè)計(jì)1.桿式游標(biāo)油標(biāo)位在便于觀察減速器油面及油面穩(wěn)定之處,油尺安置的部位不能太低,以防油進(jìn)入油尺座孔而溢出,又要便于桿式油標(biāo)的插取及座孔的加工。選擇桿式油標(biāo),油標(biāo)上有按最高和最低油面確定的刻度線,觀察時(shí)拔出桿式油標(biāo),由油面上面的油痕判斷油面高度是否適當(dāng)。選用M16規(guī)格,L=100mm。2.排油孔螺塞放油孔位于油池最底處,并安排在減速器不與其他部件靠近的一側(cè),以便放油,放油孔用螺塞堵住,因此油孔處的機(jī)體外壁應(yīng)凸起一塊,由機(jī)械加工成螺塞頭部的支承面,并加封油圈加以密封。選用,其高度需低于箱底2mm,保證潤(rùn)滑油可以完全流出箱體。3.窺視孔蓋在機(jī)蓋頂部開有窺視孔,能看到傳動(dòng)零件嚙合區(qū)的位置,并有足夠的空間,以便于能伸入手進(jìn)行操作,窺視孔有蓋板,機(jī)體上開窺視孔與凸緣一塊,有便于機(jī)械加工出支承蓋板的表面并用墊片加強(qiáng)密封,蓋板用鑄鐵制成。選用,共有6個(gè)連接螺釘。4.通氣器選用鋼制通氣器,焊接在窺視孔蓋上,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。5.起吊裝置在機(jī)蓋上直接鑄出吊鉤和吊耳,用以起吊或搬運(yùn)較重的物體。1)吊鉤2)吊耳
6.啟蓋螺釘啟蓋螺釘上的螺紋長(zhǎng)度要大于機(jī)蓋聯(lián)結(jié)凸緣的厚度。釘桿端部要做成圓柱形,以免破壞螺紋。選用,材料為Q235,鋼并通過熱處理使硬度達(dá)HRC28-38。7.調(diào)整墊片調(diào)整墊片材料為08F,大小有軸承端蓋確定。8.定位銷為保證剖分式機(jī)體的軸承座孔的加工及裝配精度,在機(jī)體聯(lián)結(jié)凸緣的長(zhǎng)度方向各安裝一圓錐定位銷,以提高定位精度。采用圓柱銷定位,材料為35鋼,公稱直徑8mm,長(zhǎng)度35mm。12設(shè)計(jì)總結(jié)這次關(guān)于帶式運(yùn)輸機(jī)上的二級(jí)同軸式圓柱齒輪減速器的課程設(shè)計(jì)是我們真正理論聯(lián)系實(shí)際、深入了解設(shè)計(jì)概念和設(shè)計(jì)過程的實(shí)踐考驗(yàn),對(duì)于提高我們機(jī)械設(shè)計(jì)的綜合素質(zhì)大有用處。通過三個(gè)星期的設(shè)計(jì)實(shí)踐,使我對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)有了更多的了解和認(rèn)識(shí).為我們以后的工作打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。從這次課設(shè)中自己也學(xué)習(xí)到和收獲了課本以外的知識(shí),獲益匪淺。這次課設(shè)使我更深切地認(rèn)識(shí)到機(jī)械設(shè)計(jì)是機(jī)械工業(yè)的基礎(chǔ),是一門綜合性相當(dāng)強(qiáng)的技術(shù)課程,它融《機(jī)械原理》、《機(jī)械設(shè)計(jì)》、《理論力學(xué)》、《材料力學(xué)》、《公差與配合》、《CAD實(shí)用軟件》、《機(jī)械工程材料》、《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》等于一體,是一門非常綜合的學(xué)科。這次的課程設(shè)計(jì),對(duì)于培養(yǎng)我們理論聯(lián)系實(shí)際的設(shè)計(jì)思想;訓(xùn)練綜合運(yùn)用機(jī)械設(shè)計(jì)和有關(guān)先修課程的理論,結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際反系和解決工程實(shí)際問題的能力;鞏固、加深和擴(kuò)展有關(guān)機(jī)械設(shè)計(jì)方面的知識(shí)等方面有重要的作用。使我們對(duì)“設(shè)計(jì)”這個(gè)詞有了初步的體會(huì),也使我們意識(shí)到自己本身的不足與差距,同時(shí)也給我們帶來了更多的動(dòng)力去學(xué)習(xí)、去彌補(bǔ)自身的差距與不足。在這次的課程設(shè)計(jì)過程中,綜合運(yùn)用先修課程中所學(xué)的有關(guān)知識(shí)與技能,結(jié)合各個(gè)教學(xué)實(shí)踐環(huán)節(jié)進(jìn)行機(jī)械課程的設(shè)計(jì),一方面,逐步提高了我們的理論水平、構(gòu)思能力、工程洞察力和判斷力,特別是提高了分析問題和解決問題的能力,為我們以后對(duì)專業(yè)產(chǎn)品和設(shè)備的設(shè)計(jì)打下了寬廣而堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。本次設(shè)計(jì)得到了指導(dǎo)老師和同學(xué)的細(xì)心幫助和支持,衷心的感謝老師的指導(dǎo)和幫助,也非常感謝同學(xué)的幫助。從與同學(xué)的討論中可以更徹底地找到、發(fā)現(xiàn)自身的漏洞和錯(cuò)誤,并及時(shí)改正,使自己可以更快、更好地完成自己的設(shè)計(jì)任務(wù)。當(dāng)然,畢竟算是自己第一次一個(gè)人來設(shè)計(jì)一個(gè)減速器,設(shè)計(jì)中一定還存在不少錯(cuò)誤和缺點(diǎn),需要繼續(xù)努力學(xué)習(xí)和掌握有關(guān)機(jī)械設(shè)計(jì)的知識(shí),繼續(xù)培養(yǎng)設(shè)計(jì)習(xí)慣和思維來提高自身的設(shè)計(jì)實(shí)踐操作能力。有了這一次課設(shè)的經(jīng)歷,以后再遇到設(shè)計(jì)的問題時(shí)應(yīng)該就會(huì)有頭緒,而不會(huì)像第一次一樣,感覺手足無措了吧??偟膩碚f,這次課設(shè)使我受益良多。最后還要感謝我的機(jī)械設(shè)計(jì)張向紅老師,在課設(shè)的三周內(nèi),她每天八點(diǎn)多都到了,我問了很多問題,所以很感謝她。同時(shí)也希望以后有更多的機(jī)會(huì)將理論變成實(shí)踐的機(jī)會(huì),不斷鍛煉自己,讓自己的經(jīng)驗(yàn)更加豐富。參考文獻(xiàn)[1]濮良貴《機(jī)械設(shè)計(jì)》第九版高等教育出版社2006.5;[2]吳宗澤《機(jī)械零件》中央人民廣播電視大學(xué)出版社1994.10;[3]王之櫟王大康《機(jī)械設(shè)計(jì)綜合課程設(shè)計(jì)》機(jī)械工業(yè)出版社2003;[4]陳鐵鳴《新編機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)圖冊(cè)(第二版)》高等教育出版社2010;[5]王大康王之櫟《機(jī)械設(shè)計(jì)綜合課程設(shè)計(jì)(第二版)>機(jī)械工業(yè)出版社2009;[6]劉朝儒彭福蔭高治一《機(jī)械制圖(第四版)》高等教育出版社編2001;[7]周明衡《減速器選用手冊(cè)》化學(xué)工業(yè)出版社2002;[8]廖念釗古瑩庵莫雨松李碩根楊興駿《互換性與技術(shù)測(cè)量(第四版)》中國(guó)計(jì)量出版社2001。附錄:減速器設(shè)計(jì)圖基于C8051F單片機(jī)直流電動(dòng)機(jī)反饋控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與研究基于單片機(jī)的嵌入式Web服務(wù)器的研究MOTOROLA單片機(jī)MC68HC(8)05PV8/A內(nèi)嵌EEPROM的工藝和制程方法及對(duì)良率的影響研究基于模糊控制的電阻釬焊單片機(jī)溫度控制系統(tǒng)的研制基于MCS-51系列單片機(jī)的通用控制模塊的研究基于單片機(jī)實(shí)現(xiàn)的供暖系統(tǒng)最佳啟停自校正(STR)調(diào)節(jié)器單片機(jī)控制的二級(jí)倒立擺系統(tǒng)的研究基于增強(qiáng)型51系列單片機(jī)的TCP/IP協(xié)議棧的實(shí)現(xiàn)基于單片機(jī)的蓄電池自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)基于32位嵌入式單片機(jī)系統(tǒng)的圖像采集與處理技術(shù)的研究基于單片機(jī)的作物營(yíng)養(yǎng)診斷專家系統(tǒng)的研究基于單片機(jī)的交流伺服電機(jī)運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)研究與開發(fā)基于單片機(jī)的泵管內(nèi)壁硬度測(cè)試儀的研制基于單片機(jī)的自動(dòng)找平控制系統(tǒng)研究基于C8051F040單片機(jī)的嵌入式系統(tǒng)開發(fā)基于單片機(jī)的液壓動(dòng)力系統(tǒng)狀態(tài)監(jiān)測(cè)儀開發(fā)模糊Smith智能控制方法的研究及其單片機(jī)實(shí)現(xiàn)一種基于單片機(jī)的軸快流CO〈,2〉激光器的手持控制面板的研制基于雙單片機(jī)沖床數(shù)控系統(tǒng)的研究基于CYGNAL單片機(jī)的在線間歇式濁度儀的研制基于單片機(jī)的噴油泵試驗(yàn)臺(tái)控制器的研制基于單片機(jī)的軟起動(dòng)器的研究和設(shè)計(jì)基于單片機(jī)控制的高速快走絲電火花線切割機(jī)床短循環(huán)走絲方式研究基于單片機(jī)的機(jī)電產(chǎn)品控制系統(tǒng)開發(fā)基于PIC單片機(jī)的智能手機(jī)充電器基于單片機(jī)的實(shí)時(shí)內(nèi)核設(shè)計(jì)及其應(yīng)用研究基于單片機(jī)的遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與研究基于單片機(jī)的煙氣二氧化硫濃度檢測(cè)儀的研制基于微型光譜儀的單片機(jī)系統(tǒng)單片機(jī)系統(tǒng)軟件構(gòu)件開發(fā)的技術(shù)研究基于單片機(jī)的液體點(diǎn)滴速度自動(dòng)檢測(cè)儀的研制基于單片機(jī)系統(tǒng)的多功能溫度測(cè)量?jī)x的研制基于PIC單片機(jī)的電能采集終端的設(shè)計(jì)和應(yīng)用基于單片機(jī)的光纖光柵解調(diào)儀的研制氣壓式線性摩擦焊機(jī)單片機(jī)控制系統(tǒng)的研制基于單片機(jī)的數(shù)字磁通門傳感器基于單片機(jī)的旋轉(zhuǎn)變壓器-數(shù)字轉(zhuǎn)換器的研究基于單片機(jī)的光纖Bragg光柵解調(diào)系統(tǒng)的研究單片機(jī)控制的便攜式多功能乳腺治療儀的研制基于C8051F020單片機(jī)的多生理信號(hào)檢測(cè)儀基于單片機(jī)的電機(jī)運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)Pico專用單片機(jī)核的可測(cè)性設(shè)計(jì)研究基于MCS-51單片機(jī)的熱量計(jì)基于雙單片機(jī)的智能遙測(cè)微型氣象站MCS-51單片機(jī)構(gòu)建機(jī)器人的實(shí)踐研究基于單片機(jī)的輪軌力檢測(cè)基于單片機(jī)的GPS定位儀的研究與實(shí)現(xiàn)基于單片機(jī)的電液伺服控制系統(tǒng)用于單片機(jī)系統(tǒng)的MMC卡文件系統(tǒng)研制基于單片機(jī)的時(shí)控和計(jì)數(shù)系統(tǒng)性能優(yōu)化的研究基于單片機(jī)和CPLD的粗光柵位移測(cè)量系統(tǒng)研究單片機(jī)控制的后備式方波UPS提升高職學(xué)生單片機(jī)應(yīng)用能力的探究基于單片機(jī)控制的自動(dòng)低頻減載裝置研究基于單片機(jī)控制的水下焊接電源的研究基于單片機(jī)的多通道數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)基于uPSD3234單片機(jī)的氚表面污染測(cè)量?jī)x的研制基于單片機(jī)的紅外測(cè)油儀的研究96系列單片機(jī)仿真器研究與設(shè)計(jì)基于單片機(jī)的單晶金剛石刀具刃磨設(shè)備的數(shù)控改造基于單片機(jī)的溫度智能控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)基于MSP430單片機(jī)的電梯門機(jī)控制器的研制基于單片機(jī)的氣體測(cè)漏儀的研究基于三菱M16C/6N系列單片機(jī)的CAN/USB協(xié)議轉(zhuǎn)換器基于單片機(jī)和DSP的變壓器油色譜在線監(jiān)測(cè)技術(shù)研究基于單片機(jī)的膛壁溫度報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)基于AVR單片機(jī)的低壓無功補(bǔ)償控制器的設(shè)計(jì)基于單片機(jī)船舶電力推進(jìn)電機(jī)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)基于單片機(jī)網(wǎng)絡(luò)的振動(dòng)信號(hào)的采集系統(tǒng)基于單片機(jī)的大容量數(shù)據(jù)存儲(chǔ)技術(shù)的應(yīng)用研究基于單片機(jī)的疊圖機(jī)研究與教學(xué)方法實(shí)踐基于單片機(jī)嵌入式Web服務(wù)器技術(shù)的研究及實(shí)現(xiàn)基于AT89S52單片機(jī)的通用數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)基于單片機(jī)的多道脈沖幅度分析儀研究機(jī)器人旋轉(zhuǎn)電弧傳感角焊縫跟蹤單片機(jī)控制系統(tǒng)基于單片機(jī)的控制系統(tǒng)在PLC虛擬教學(xué)實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用研究基于單片機(jī)系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)通信研究與應(yīng)用基于PIC16F877單片機(jī)的莫爾斯碼自動(dòng)譯碼系統(tǒng)設(shè)計(jì)與研究基于單片機(jī)的模糊控制器在工業(yè)電阻爐上的應(yīng)用研究基于雙單片機(jī)沖床數(shù)控系統(tǒng)的研究與開發(fā)基于Cygnal單片機(jī)的μC/OS-Ⅱ的研究基于單片機(jī)的一體化智能差示掃描量熱儀系統(tǒng)研究基于TCP/IP協(xié)議的單片機(jī)與Internet互聯(lián)的研究與實(shí)現(xiàn)變頻調(diào)速液壓電梯單片機(jī)控制器的研究基于單片機(jī)γ-免疫計(jì)數(shù)器自動(dòng)換樣功能的研究與實(shí)現(xiàn)基于單片機(jī)的倒立擺控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)單片機(jī)嵌入式以太網(wǎng)防盜報(bào)警系統(tǒng)基于51單片機(jī)的嵌入式Internet系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)單片機(jī)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)在擠壓機(jī)上的應(yīng)用HYPERLINK"/det
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