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文檔簡介
1、<p> 二級斜齒輪圓柱齒輪設(shè)計(jì)</p><p> 課 題 二級斜齒輪圓柱齒輪減速器 </p><p> 專 業(yè) 機(jī)械與汽車工程學(xué)院 </p><p> 姓 名
2、 </p><p> 班 級 機(jī)械 1102 </p><p> 學(xué) 號 </p><p> 指 導(dǎo) 教 師 </p><
3、;p> 完 成 日 期 2008.10.4 </p><p><b> 目 錄</b></p><p> 1 引言……………………………………………………………………………… 1</p><p> 2 傳動裝置總體設(shè)計(jì)……………………………………………………………… 2</p
4、><p> 2.1 設(shè)計(jì)任務(wù)書………………………………………………………………… 2</p><p> 2.2 確定傳動方案 ……………………………………………………………… 2</p><p> 2.3 電動機(jī)的選擇 ……………………………………………………………… 3</p><p> 3 傳動零件的設(shè)計(jì)計(jì)算………………………
5、……………………………… 7</p><p> 3.1 高速級齒輪的參數(shù)計(jì)算…………………………………………………… 7</p><p> 3.2 低速級齒輪的參數(shù)計(jì)算 …………………………………………………… 11</p><p> 4 軸及軸承裝置的設(shè)計(jì)計(jì)算 ……………………………………………………… 15</p><p>
6、 4.1 軸的設(shè)計(jì)、校核及壽命計(jì)算…………………………………………………… 16</p><p> 4.2 齒輪的設(shè)計(jì)……………………………………………………………………… 28</p><p> 5 主要零部件的工藝設(shè)計(jì)…………………………………………………………… 29</p><p> 5.1 輸出軸的零件圖 ………………………………………
7、…………………… 29</p><p> 5.2 輸出軸的工藝設(shè)計(jì) …………………………………………………………… 30</p><p> 結(jié)論 ………………………………………………………………………………… 35</p><p> 致謝 …………………………………………………………………………………36</p><p> 參考文
8、獻(xiàn)…………………………………………………………………………… 37</p><p> 附錄A(裝配圖) …………………………………………………………………… 38</p><p><b> 1引言</b></p><p> 齒輪傳動是現(xiàn)代機(jī)械中應(yīng)用最廣的一種傳動形式。它的主要優(yōu)點(diǎn)是:①瞬時傳動比恒定、工作平穩(wěn)、傳動準(zhǔn)確可靠,可傳遞空間任意
9、兩軸之間的運(yùn)動和動力;②適用的功率和速度范圍廣;③傳動效率高,η=0.92-0.98;④工作可靠、使用壽命長;⑤外輪廓尺寸小、結(jié)構(gòu)緊湊。由齒輪、軸、軸承及箱體組成的齒輪減速器,用于原動機(jī)和工作機(jī)或執(zhí)行機(jī)構(gòu)之間,起匹配轉(zhuǎn)速和傳遞轉(zhuǎn)矩的作用,在現(xiàn)代機(jī)械中應(yīng)用極為廣泛。</p><p> 國內(nèi)的減速器多以齒輪傳動、蝸桿傳動為主,但普遍存在著功率與重量比小,或者傳動比大而機(jī)械效率過低的問題。另外,材料品質(zhì)和工藝水平上還
10、有許多弱點(diǎn),特別是大型的減速器問題更突出,使用壽命不長。國外的減速器,以德國、丹麥和日本處于領(lǐng)先地位,特別在材料和制造工藝方面占據(jù)優(yōu)勢,減速器工作可靠性好,使用壽命長。但其傳動形式仍以定軸齒輪傳動為主,體積和重量問題,也未解決好。</p><p> 當(dāng)今的減速器是向著大功率、大傳動比、小體積、高機(jī)械效率以及使用壽命長的方向發(fā)展。減速器與電動機(jī)的連體結(jié)構(gòu),也是大力開拓的形式,并已生產(chǎn)多種結(jié)構(gòu)形式和多種功率型號的產(chǎn)
11、品。近十幾年來,由于近代計(jì)算機(jī)技術(shù)與數(shù)控技術(shù)的發(fā)展,使得機(jī)械加工精度,加工效率大大提高,從而推動了機(jī)械傳動產(chǎn)品的多樣化,整機(jī)配套的模塊化,標(biāo)準(zhǔn)化,以及造型設(shè)計(jì)藝術(shù)化,使產(chǎn)品更加精致,美觀化。</p><p> 在21世紀(jì)成套機(jī)械裝備中,齒輪仍然是機(jī)械傳動的基本部件。CNC機(jī)床和工藝技術(shù)的發(fā)展,推動了機(jī)械傳動結(jié)構(gòu)的飛速發(fā)展。在傳動系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的電子控制、液壓傳動、齒輪、帶鏈的混合傳動,將成為變速箱設(shè)計(jì)中優(yōu)化傳動組合
12、的方向。在傳動設(shè)計(jì)中的學(xué)科交叉,將成為新型傳動產(chǎn)品發(fā)展的重要趨勢。</p><p> 2 傳動裝置總體設(shè)計(jì)</p><p><b> 2.0設(shè)計(jì)任務(wù)書</b></p><p><b> 1設(shè)計(jì)任務(wù)</b></p><p> 設(shè)計(jì)帶式輸送機(jī)的傳動系統(tǒng),采用兩級圓柱直齒齒輪減速器傳動。</
13、p><p><b> 2 設(shè)計(jì)要求 </b></p><p> ?。?)外形美觀,結(jié)構(gòu)合理,性能可靠,工藝性好;</p><p> ?。?)多有圖紙符合國家標(biāo)準(zhǔn)要求;</p><p> ?。?)按畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)要求完成相關(guān)資料整理裝訂工作。</p><p><b> 3 原始數(shù)據(jù)<
14、;/b></p><p> ?。?)運(yùn)輸帶工作拉力 F=4KN</p><p> ?。?)運(yùn)輸帶工作速度V=2.0m/s</p><p> (3)輸送帶滾筒直徑 D=450mm</p><p><b> ?。?)傳動效率</b></p><p><b> 4工作條件</b
15、></p><p> 兩班制工作,空載起動,載荷平穩(wěn),常溫下連續(xù)(單向)運(yùn)轉(zhuǎn),工作環(huán)境多塵,中小批量生產(chǎn),使用期限10年,年工作300天。</p><p> 2.1 確定傳動方案</p><p><b> 圖2-1(a)</b></p><p><b> 圖2-1(b)</b><
16、/p><p> 方案(a)為展開式兩級圓柱齒輪減速器,其推薦傳動比ī=8~40。展開式圓柱齒輪減速器的特點(diǎn)是其結(jié)構(gòu)簡單,但齒輪的位置不對稱。高速級齒輪布置在遠(yuǎn)離轉(zhuǎn)矩輸入端,可使軸在轉(zhuǎn)矩作用下產(chǎn)生的扭轉(zhuǎn)變形和軸在彎矩作用下產(chǎn)生的彎矩變形部分地互相抵消,以減緩沿齒寬載荷分布不均勻的現(xiàn)象。</p><p> 方案(b)為同軸式兩級圓柱齒輪減速器,其推薦傳動比ī=8~40。同軸式圓柱齒輪減速器的特
17、點(diǎn)是減速器橫向尺寸較小,兩對齒輪浸入油中深度大致相同。但軸向尺寸和重量較大,且中間軸較長、剛度差,使載荷沿齒寬分布不均勻,高速級齒輪的承載能力難于充分利用。</p><p> 綜合比較展開式與同軸式圓柱齒輪減速器的優(yōu)缺點(diǎn),在本設(shè)計(jì)中,我將采用展開式圓柱齒輪減速器為設(shè)計(jì)模版。</p><p><b> 電動機(jī)的選擇</b></p><p>
18、 2.2.1 電動機(jī)的容量選擇</p><p> 根據(jù)已知條件可以計(jì)算出工作機(jī)所需有效功率</p><p><b> .0 </b></p><p> 設(shè) —— 輸送機(jī)滾筒軸至輸送帶間的傳動效率;</p><p> —— 聯(lián)軸器效率, =0.99</p><p&g
19、t; —— 閉式圓柱齒輪傳動效率, =0.97</p><p> —— 一對滾動軸承效率, =0.99</p><p> —— 帶式輸送機(jī)滾筒效率。 =0.96</p><p> 估算運(yùn)動系統(tǒng)總傳遞效率:</p><p><b> 式中:</b></p><
20、;p><b> 得傳動系統(tǒng)總效率</b></p><p> 工作機(jī)所需電動機(jī)功率</p><p> 由表2-1所列Y系列三相異步電動機(jī)技術(shù)數(shù)據(jù)中可以確定,滿足條件的電動機(jī)額定功率應(yīng)取為11。</p><p><b> 表2-1</b></p><p> 2.2.2 電動機(jī)轉(zhuǎn)速的選擇&
21、lt;/p><p> 根據(jù)已知條件由計(jì)算得知輸送機(jī)滾筒的工作轉(zhuǎn)速</p><p> 由表2-1初選同步轉(zhuǎn)速為1500和1000的電動機(jī),對應(yīng)用于額定功率的電動機(jī)型號應(yīng)分別為Y160M-4型和Y160L-6型。把Y160M-4型和Y160L-6型電動機(jī)有關(guān)技術(shù)數(shù)據(jù)及相應(yīng)算得的總傳動比列于表2-2:</p><p> 表2-2 方案的比較</p>&
22、lt;p> 通過對這兩種方案比較可以看出:方案Ⅰ選用的電動機(jī)轉(zhuǎn)速高、質(zhì)量輕、價(jià)值低,總傳動比為17.19,比較合適,故選用方案Ⅰ。</p><p> 2.2.3 電動機(jī)型號的確定</p><p> 根據(jù)工作條件:兩班制工作,空載起動,載荷平穩(wěn),常溫下連續(xù)(單向)運(yùn)轉(zhuǎn),工作環(huán)境多塵,中小批量生產(chǎn),使用期限為10年,年工作300天,工作機(jī)所需電動機(jī)功率及電動機(jī)的同步轉(zhuǎn)速等,選用Y系
23、列三項(xiàng)異步電動機(jī),臥式封閉結(jié)構(gòu),型號為Y160M-4,其主要性能數(shù)據(jù)如下:</p><p> 電動機(jī)額定功率 </p><p> 電動機(jī)滿載轉(zhuǎn)速 </p><p> 電動機(jī)軸身直徑 </p><p> 電動機(jī)軸身長度 </p><p> 2.2.4 傳動比的分配</p><
24、p> 帶式輸送機(jī)傳動系統(tǒng)的總傳動比</p><p><b> 由傳動系統(tǒng)方案知</b></p><p> 所以圓柱齒輪總傳動比 </p><p> 為便于兩級圓柱齒輪減速器采用浸油潤滑,當(dāng)兩對齒輪材料相同、齒面硬度、齒寬系數(shù)相等時,考慮齒面接觸強(qiáng)度接近相等的條件,取高速級傳動比</p><p><
25、b> 低速級傳動比</b></p><p> 傳動系統(tǒng)各傳動比分別為:</p><p><b> ,,,</b></p><p> 2.2.5 傳動系統(tǒng)的運(yùn)動和動力參數(shù)計(jì)算</p><p> 傳動系統(tǒng)各軸的轉(zhuǎn)速、功率和轉(zhuǎn)矩計(jì)算:</p><p><b> 0
26、軸(電動機(jī)軸):</b></p><p> 1軸(減速器高速軸):</p><p> 2軸(減速器中間軸):</p><p> 3軸(減速器低速軸):</p><p> 將上述結(jié)果和傳動比及傳動效率匯總?cè)绫?-3:</p><p> 表2-3 傳動系統(tǒng)的運(yùn)動和動力參數(shù)</p>&l
27、t;p> 3 傳動零件的設(shè)計(jì)計(jì)算</p><p> 3.1 高速級齒輪的參數(shù)計(jì)算</p><p> 3.1.1 材料選擇及熱處理</p><p> 減速器要求結(jié)構(gòu)緊湊,故小齒輪選用調(diào)質(zhì)HBS1=240~270的45鋼,大齒輪選用正火HBS2=200~230的45鋼;載荷穩(wěn)定,齒速不高,初選8級精度。</p><p> 3.
28、1.2 確定許用接觸應(yīng)力</p><p> 3.1.1 齒根彎曲疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)</p><p> ?。?) 確定公式中的參數(shù)值 </p><p> 1) 載荷系數(shù) 試選=1.5</p><p> 2) 小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩 <
29、;/p><p> 3) 大小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限,</p><p> ==380(查圖6.1 機(jī)械設(shè)計(jì) 徐錦康主編)</p><p> 4) 應(yīng)力循環(huán)次數(shù) </p><p> 5) 彎曲疲勞壽命系數(shù),</p><p> =0.86 =0.90(查圖6.7機(jī)械設(shè)計(jì) 徐錦康主編)</p><
30、;p> 6) 許用彎曲應(yīng)力計(jì)算(取彎曲疲勞安全系數(shù),應(yīng)力修正系數(shù)</p><p><b> ?。?lt;/b></p><p><b> 則/=</b></p><p> 7) 查取齒形系數(shù)和應(yīng)力校正系數(shù)</p><p><b> 根據(jù)當(dāng)量齒數(shù) </b></p&g
31、t;<p> 查表3-1取齒形系數(shù)和應(yīng)力修正系數(shù)</p><p> 表3-1 齒形系數(shù)及應(yīng)力修正系數(shù)</p><p> 8) 計(jì)算大小齒輪的并加以比較</p><p> 因?yàn)?,故按小齒輪進(jìn)行齒根彎曲疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)</p><p> 9) 重合系數(shù)及螺旋角系數(shù) 取=0.7 ,=0.86</p><
32、;p><b> ?。?) 設(shè)計(jì)計(jì)算</b></p><p> 1) 試計(jì)算齒輪模數(shù)</p><p><b> 2) 計(jì)算圓周速度</b></p><p><b> 3) 計(jì)算載荷系數(shù)</b></p><p> 查表6.2(機(jī)械設(shè)計(jì) 徐錦康主編)得 ; 根據(jù)、8級精
33、度,查圖6.10(機(jī)械設(shè)計(jì) 徐錦康主編)得;斜齒輪傳動??;查圖6.13(機(jī)械設(shè)計(jì) 徐錦康主編)得。</p><p><b> 則載荷系數(shù)</b></p><p> 4) 校正并確定模數(shù)</p><p><b> ?。ㄈ?2)</b></p><p> ?。?) 計(jì)算齒輪傳動幾何尺寸</p&
34、gt;<p><b> 1) 中心距 </b></p><p> ?。▓A整為=119mm)</p><p><b> 2) 螺旋角β </b></p><p> 3) 兩分度圓直徑,</p><p><b> mm</b></p><
35、p><b> mm</b></p><p> 4) 齒寬, mm 取=35mm</p><p> =~10)mm =40mm</p><p> (4) 校核齒面接觸疲勞強(qiáng)度</p><p> 大小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限,</p><p><b
36、> ==1170</b></p><p><b> 接觸疲勞壽命系數(shù),</b></p><p> 查圖6.6(機(jī)械設(shè)計(jì) 徐錦康主編)得=0.88,=0.92</p><p><b> 計(jì)算許用接觸應(yīng)力</b></p><p><b> 取安全系數(shù),則</b
37、></p><p> 節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù) 查圖6.19(機(jī)械設(shè)計(jì) 徐錦康主編)得=2.44</p><p> 重合度系數(shù) =0.8</p><p> 螺旋角系數(shù) =</p><p> 材料系數(shù) 查表6.3(機(jī)械設(shè)計(jì) 徐錦康主編)得</p><p><b> =189.8<
38、;/b></p><p><b> 校核計(jì)算</b></p><p> 接觸疲勞強(qiáng)度滿足要求</p><p> ?。?) 齒輪結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及繪制齒輪零件圖</p><p> 大齒輪:齒頂圓直徑大于160mm,但小于500mm,故采用腹板式結(jié)構(gòu),如圖3-1為齒輪零件圖。</p><p>&l
39、t;b> 圖3-1</b></p><p> 3. 2 低速級齒輪的計(jì)算</p><p> 減速器要求結(jié)構(gòu)緊湊,故大齒輪用40Cr調(diào)質(zhì)處理后表面淬火,小齒輪用45鋼,載荷穩(wěn)定,齒速不高,初選8級精度,閉式硬齒面齒輪傳動,傳動平穩(wěn),齒數(shù)宜多,選=25,=(取=92)。按硬齒面齒輪非對稱安裝,查表選齒寬系數(shù)。</p><p><b>
40、 初選螺旋角β=</b></p><p> 齒根彎曲疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)</p><p> ?。?) 確定公式中的參數(shù)值 </p><p> 1) 載荷系數(shù) 試選=1.5</p><p> 2) 小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩 <
41、;/p><p> 3) 大小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限,</p><p> ==380(查圖6.1 機(jī)械設(shè)計(jì) 徐錦康主編)</p><p> 4) 應(yīng)力循環(huán)次數(shù) </p><p> 5) 彎曲疲勞壽命系數(shù),</p><p> =0.90 =0.92(查圖6.7機(jī)械設(shè)計(jì) 徐錦康主編)</p><
42、;p> 6) 許用彎曲應(yīng)力計(jì)算(取彎曲疲勞安全系數(shù),應(yīng)力修正系數(shù)</p><p><b> ?。?lt;/b></p><p><b> 則/=</b></p><p> 7) 查取齒形系數(shù)和應(yīng)力校正系數(shù)</p><p><b> 根據(jù)當(dāng)量齒數(shù) </b></p&g
43、t;<p> 查表3-1取齒形系數(shù)和應(yīng)力修正系數(shù)</p><p> 8) 計(jì)算大小齒輪的并加以比較</p><p> 因?yàn)?,故按小齒輪進(jìn)行齒根彎曲疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)</p><p> 9) 重合系數(shù)及螺旋角系數(shù) 取=0.68 ,=0.86</p><p><b> (2) 設(shè)計(jì)計(jì)算</b><
44、/p><p> 1) 試計(jì)算齒輪模數(shù)</p><p><b> 2) 計(jì)算圓周速度</b></p><p><b> 3) 計(jì)算載荷系數(shù)</b></p><p> 查表6.2(機(jī)械設(shè)計(jì) 徐錦康主編)得 ; 根據(jù)、8級精度,查圖6.10(機(jī)械設(shè)計(jì) 徐錦康主編)得;斜齒輪傳動??;查圖6.13(機(jī)械設(shè)
45、計(jì) 徐錦康主編)得。</p><p><b> 則載荷系數(shù)</b></p><p> 4) 校正并確定模數(shù)</p><p><b> ?。ㄈ?2.5)</b></p><p> ?。?) 計(jì)算齒輪傳動幾何尺寸</p><p><b> 1) 中心距 <
46、/b></p><p> (圓整為=151mm)</p><p><b> 2) 螺旋角β </b></p><p> 3) 兩分度圓直徑,</p><p><b> mm</b></p><p><b> mm</b></p>
47、;<p> 4) 齒寬, mm 取=55mm</p><p> =~10)mm =60mm</p><p> (4) 校核齒面接觸疲勞強(qiáng)度</p><p> 大小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限,</p><p><b> ==1170</b></p><
48、;p><b> 接觸疲勞壽命系數(shù),</b></p><p> 查圖6.6(機(jī)械設(shè)計(jì) 徐錦康主編)得=0.92,=0.96</p><p><b> 計(jì)算許用接觸應(yīng)力</b></p><p><b> 取安全系數(shù),則</b></p><p> 節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù) 查圖
49、6.19(機(jī)械設(shè)計(jì) 徐錦康主編)得=2.43</p><p> 重合度系數(shù) =0.8</p><p> 螺旋角系數(shù) =</p><p> 材料系數(shù) 查表6.3(機(jī)械設(shè)計(jì) 徐錦康主編)得</p><p><b> =189.8</b></p><p><b>
50、 校核計(jì)算</b></p><p> 接觸疲勞強(qiáng)度滿足要求</p><p> ?。?) 齒輪結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及繪制齒輪零件圖</p><p> 大齒輪:齒頂圓直徑大于160mm,但小于500mm,故采用腹板式結(jié)構(gòu),如圖3-2為齒輪零件圖。</p><p><b> 圖3-2</b></p>&l
51、t;p> 4 軸及軸承裝置的設(shè)計(jì)計(jì)算</p><p><b> 4. 1 軸的設(shè)計(jì)</b></p><p> 軸是減速器的主要零件之一,軸的結(jié)構(gòu)決定軸上零件的位置和有關(guān)尺寸。如圖4-1為兩級圓柱齒輪減速器軸的布置狀況。</p><p> 圖4-1 兩級圓柱齒輪減速器軸的布置</p><p> 考慮相鄰齒
52、輪沿軸向不發(fā)生干涉,計(jì)入尺寸s,可取s=10mm。</p><p> 考慮齒輪與箱體內(nèi)壁沿軸向不發(fā)生干涉,計(jì)入尺寸k,可取k=10mm。</p><p> 為保證滾動軸承放在箱體軸承座孔內(nèi),計(jì)入尺寸c=5mm。</p><p> 初取軸承寬分別為n1=20mm,n2=22mm,n3=22mm。</p><p> 3根軸的支承跨距分別為
53、</p><p> 4.1.1 中間軸的設(shè)計(jì)</p><p><b> 圖4-2 中間軸</b></p><p> 軸的材料選用45鋼,調(diào)質(zhì)處理,查表11.3(機(jī)械設(shè)計(jì) 徐錦康主編)確定C值。</p><p><b> ?。ㄈ。?lt;/b></p><p> 即?、穸紊陷S
54、的直徑。</p><p> 由可初選軸承,查表11-4(機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì) 王大康 盧頌峰主編)選7008C型軸承,其內(nèi)徑,外徑D=68,寬度B。</p><p> Ⅱ處軸肩的高度h=(),但因?yàn)樵撦S肩幾乎不受軸向力,故取,則此處軸的直徑。又因?yàn)榇颂幣c齒輪配合,故其長度應(yīng)略小于齒寬,取。</p><p> 齒輪的定位軸肩高度,但因?yàn)樗惺茌S向力,故取,即。而此
55、處軸的長度:</p><p><b> ?。ㄈ。?lt;/b></p><p> ?、籼幰才c齒輪配合,其直徑與Ⅱ處相等,即。該處的長度應(yīng)略小于齒輪寬度,取。</p><p> 結(jié)合圖4-1和圖4-2可得Ⅰ段和Ⅴ段處軸的長度:</p><p> 綜上,中間軸各段長度和直徑已確定:</p><p>
56、4.1.2 輸入軸的設(shè)計(jì)</p><p><b> 圖4-3 輸入軸</b></p><p> 軸的材料選用45鋼,調(diào)質(zhì)處理。</p><p> ?。?) 估算軸的最小直徑 </p><p> 查表11.3(機(jī)械設(shè)計(jì) 徐錦康主編)確定C值。</p><p> 單鍵槽軸徑應(yīng)增大即增大至
57、 </p><p><b> ?。ㄈ。?。</b></p><p> (2)選擇輸入軸的聯(lián)軸器</p><p> 1)計(jì)算聯(lián)軸器的轉(zhuǎn)矩 </p><p> 查表10.1(機(jī)械設(shè)計(jì) 徐錦康主編)確定工作情況系數(shù)</p><p> 選擇彈性柱銷聯(lián)軸器,按,,查標(biāo)準(zhǔn)GB/T5014
58、-1985,選用HL2型彈性聯(lián)軸器,。</p><p> 半聯(lián)軸器長度 </p><p> 與軸配合轂孔長度 </p><p> 半聯(lián)軸器孔徑 </p><p> ?。?)確定軸的最小直徑 應(yīng)滿足(?。?lt;/p><p> (4) 確定各軸段的尺寸 </p><
59、p> Ⅰ段軸的長度及直徑 應(yīng)略小于 取 </p><p> ?、蚨屋S的尺寸 Ⅱ處軸肩高度(?。?lt;/p><p> 則;為便于軸承端蓋拆卸,取。</p><p> ?、蠖屋S的尺寸 該處安裝軸承,故軸的直徑應(yīng)與軸承配合,查表11-4 (機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì) 王大康 盧頌峰主編)選7006C型軸承,其內(nèi)徑,外徑D=55,寬度B。&l
60、t;/p><p><b> ,。</b></p><p> ?、舳屋S的尺寸 該處軸的直徑應(yīng)略大于Ⅲ處軸的直徑,?。粎⒄?lt;/p><p><b> 圖4-1,可知。</b></p><p> Ⅴ段軸的尺寸 該軸處為齒輪軸,該處為齒輪,故</p><p
61、> Ⅵ段軸的尺寸 由圖4-3可知,</p><p> ?、鞫屋S的長度 ,</p><p> 4.1.3 輸出軸的設(shè)計(jì)</p><p><b> 圖4-4 輸出軸</b></p><p> 軸的材料選用45鋼,調(diào)質(zhì)處理。</p><p> ?。?) 估算軸的
62、最小直徑 </p><p> 查表11.3(機(jī)械設(shè)計(jì) 徐錦康主編)確定C值。</p><p> 單鍵槽軸徑應(yīng)增大即增大至 </p><p><b> ?。ㄈ。?。</b></p><p> ?。?)選擇輸入軸的聯(lián)軸器</p><p> 1)計(jì)算聯(lián)軸器的轉(zhuǎn)矩 </p&
63、gt;<p> 查表10.1(機(jī)械設(shè)計(jì) 徐錦康主編)確定工作情況系數(shù)</p><p> 選擇彈性柱銷聯(lián)軸器,按,,查標(biāo)準(zhǔn)GB/T5014-1985,選用HL5型彈性聯(lián)軸器,。</p><p> 半聯(lián)軸器長度 </p><p> 與軸配合轂孔長度 </p><p> 半聯(lián)軸器孔徑 </p
64、><p> (3)確定軸的最小直徑 應(yīng)滿足(?。?lt;/p><p> (4) 確定各軸段的尺寸 </p><p> ?、穸屋S的長度及直徑 應(yīng)略小于 取 。</p><p> ?、蚨屋S的尺寸 Ⅱ處軸肩高度(取</p><p><b> ?。?,則;為便于</b></p>
65、<p><b> 軸承端蓋拆卸,取。</b></p><p> ?、蠖屋S的尺寸 該處安裝軸承,故軸的直徑應(yīng)與軸承配合,查表11-4 (機(jī)</p><p> 械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì) 王大康 盧頌峰主編)選7013C型軸承,</p><p> 其內(nèi)徑,外徑D=100,寬度B。</p><p><
66、b> ,。</b></p><p> ?、舳屋S的尺寸 Ⅳ處軸肩高度(取</p><p><b> ?。?,取。</b></p><p> ?、醵屋S的尺寸 Ⅴ處軸肩高度(取</p><p> ?。?;軸肩寬度(?。?。</p><p> ?、龆屋S的尺寸
67、 此處安裝齒輪,故其長度應(yīng)略小于齒輪寬度,;</p><p><b> 。</b></p><p> ?、鞫屋S的長 ,</p><p><b> 4. 2 軸的校核</b></p><p> 4.2.1 輸入軸的校核</p><p><b> ?。?)
68、求軸上受力</b></p><p><b> 1) 計(jì)算齒輪受力</b></p><p> 齒輪分度圓直徑 </p><p> 圓周力 </p><p><b> 徑向力 </b></p><p> 軸向力
69、 </p><p><b> 對軸心產(chǎn)生的彎矩 </b></p><p> 2) 求支反力 參見圖4-3</p><p> 軸承的支點(diǎn)位置 由7006C型角接觸軸承可知</p><p> 齒寬中心距左支點(diǎn)的距離 </p><p> 齒寬中心距右支點(diǎn)的
70、距離 </p><p> 左支點(diǎn)水平面的支反應(yīng)力 ,</p><p> 右支點(diǎn)水平面的支反應(yīng)力 ,</p><p> 左支點(diǎn)垂直面的支反應(yīng)力 </p><p> 右支點(diǎn)垂直面的支反應(yīng)力 </p><p> 左支點(diǎn)的軸向支反力 </p><p> ?。?) 繪制彎矩圖和扭矩圖
71、 參見圖4-5</p><p><b> 圖4-5</b></p><p> 截面C處水平彎矩 </p><p> 截面C處垂直彎矩 </p><p> 截面C處合成彎矩 </p><p> ?。?) 彎矩合成強(qiáng)度校核 通常只校核軸上受最大彎矩和最大扭
72、矩的截面強(qiáng)度</p><p> 截面C處計(jì)算彎矩 考慮啟動,停機(jī)影響,扭矩為脈動循環(huán)變應(yīng)力,</p><p><b> ,</b></p><p> 截面C處應(yīng)力計(jì)算 </p><p> 強(qiáng)度校核 45鋼調(diào)質(zhì)處理,由表11.2(機(jī)械設(shè)計(jì) 徐錦康主編)查得</p>
73、<p> ,彎矩合成強(qiáng)度滿足要求</p><p> 圖4-5 軸的力分析圖</p><p> ?。?) 疲勞強(qiáng)度安全系數(shù)校核</p><p> 1) 經(jīng)判斷,如圖4-3中,齒輪面為危險(xiǎn)截面</p><p> 2) 截面左側(cè)截面校核</p><p> 抗彎截面系數(shù) </p>
74、<p> 抗扭截面系數(shù) </p><p> 截面左側(cè)彎矩 </p><p> 截面上的彎曲應(yīng)力 </p><p> 截面上的扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力 </p><p> 平均應(yīng)力 ,</p><p> 應(yīng)力幅 </p>
75、<p> 材料的力學(xué)性能 45鋼調(diào)質(zhì)查表11.2(機(jī)械設(shè)計(jì) 徐錦康主編)</p><p><b> ,,</b></p><p> 軸肩理論應(yīng)力集中系數(shù) ,</p><p> 查附表1.6(機(jī)械設(shè)計(jì) 徐錦康主編)并經(jīng)插值</p><p><b> 計(jì)算,</b><
76、;/p><p> 材料的敏感系數(shù) 由,查圖2.8 (機(jī)械設(shè)計(jì) 徐錦康主編)并經(jīng)插值得,</p><p> 有效應(yīng)力集中系數(shù) </p><p> 尺寸及截面形狀系數(shù) 由、查圖2.9 (機(jī)械設(shè)計(jì) 徐錦康主編)得</p><p> 扭轉(zhuǎn)剪切尺寸系數(shù) 由查圖2.10 (機(jī)械設(shè)計(jì) 徐錦康主編)得</p>
77、<p> 表面質(zhì)量系數(shù) 軸按磨削加工,由查圖2.12 (機(jī)械設(shè)計(jì) 徐錦康主編)得</p><p> 表面強(qiáng)化系數(shù) 軸未經(jīng)表面強(qiáng)化處理 </p><p> 疲勞強(qiáng)度綜合影響系數(shù) </p><p> 等效系數(shù) 45鋼: 取</p><p><b>
78、取</b></p><p> 僅有彎曲正應(yīng)力時計(jì)算安全系數(shù) </p><p> 僅有扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力時計(jì)算安全系數(shù) </p><p> 彎扭聯(lián)合作用下的計(jì)算安全系數(shù) </p><p> 設(shè)計(jì)安全系數(shù) 材料均勻,載荷與應(yīng)力計(jì)算精確時:</p><p><b> 取&
79、lt;/b></p><p> 疲勞強(qiáng)度安全系數(shù)校核 左側(cè)疲勞強(qiáng)度合格</p><p> 3) 截面右側(cè)疲勞強(qiáng)度校核</p><p> 抗彎截面系數(shù) </p><p> 抗扭截面系數(shù) </p><p> 截面左側(cè)彎矩 </p><p>
80、 截面上的彎曲應(yīng)力 </p><p> 截面上的扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力 </p><p> 平均應(yīng)力 </p><p> 應(yīng)力幅 </p><p> 材料的力學(xué)性能 45鋼調(diào)質(zhì)查表11.2(機(jī)械設(shè)計(jì) 徐錦康主編)</p><p><b> ,,<
81、/b></p><p> 軸肩理論應(yīng)力集中系數(shù) ,</p><p> 查附表1.6(機(jī)械設(shè)計(jì) 徐錦康主編)并經(jīng)插值</p><p><b> 計(jì)算,</b></p><p> 材料的敏感系數(shù) 由,查圖2.8 (機(jī)械設(shè)計(jì) 徐錦康主編)并經(jīng)插值得,</p><p> 有效應(yīng)
82、力集中系數(shù) </p><p> 尺寸及截面形狀系數(shù) 由、查圖2.9 (機(jī)械設(shè)計(jì) 徐錦康主編)得</p><p> 扭轉(zhuǎn)剪切尺寸系數(shù) 由查圖2.10 (機(jī)械設(shè)計(jì) 徐錦康主編)得</p><p> 表面質(zhì)量系數(shù) 軸按磨削加工,由查圖2.12 (機(jī)械設(shè)計(jì) 徐錦康主編)得</p><p> 表面強(qiáng)化系數(shù)
83、 軸未經(jīng)表面強(qiáng)化處理 </p><p> 疲勞強(qiáng)度綜合影響系數(shù) </p><p> 等效系數(shù) 45鋼: 取</p><p><b> 取</b></p><p> 僅有彎曲正應(yīng)力時計(jì)算安全系數(shù) </p><p> 僅有扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力時計(jì)算安全
84、系數(shù) </p><p> 彎扭聯(lián)合作用下的計(jì)算安全系數(shù) </p><p> 設(shè)計(jì)安全系數(shù) 材料均勻,載荷與應(yīng)力計(jì)算精確時:</p><p><b> 取</b></p><p> 疲勞強(qiáng)度安全系數(shù)校核 右側(cè)疲勞強(qiáng)度合格</p><p> 4.2.2 中間軸
85、的校核</p><p> 圖4-6 軸的受力分析圖 </p><p><b> ?。?) 求軸上受力</b></p><p><b> 1) 計(jì)算齒輪受力</b></p><p> 齒輪的分度圓直徑 ,</p><p> 圓周力 <
86、;/p><p><b> 徑向力 </b></p><p> 軸向力 </p><p><b> 對軸心產(chǎn)生的彎矩 </b></p><p><b> 2) 求支反力</b></p><p> 軸承的支點(diǎn)位置
87、 由7008C型角接觸軸承可知</p><p><b> 截面在B處的支反力</b></p><p> 左支點(diǎn)水平面的支反力 </p><p> 右支點(diǎn)水平面的支反力 </p><p> 左支點(diǎn)垂直面的支反力 </p><p> 右支點(diǎn)垂直面的支反力 </p&
88、gt;<p> 左支點(diǎn)的軸向支反力 </p><p><b> 截面在C處的支反力</b></p><p> 左支點(diǎn)水平面的支反力 </p><p> 右支點(diǎn)水平面的支反力 </p><p> 左支點(diǎn)垂直面的支反力 </p><p> 右
89、支點(diǎn)垂直面的支反力 </p><p> 左支點(diǎn)的軸向支反力 </p><p> ?。?) 繪制彎矩圖和扭矩圖</p><p> 截面B處水平彎矩 </p><p> 截面B處垂直彎矩 </p><p> 截面B處合成彎矩 </p><p> 截面C處水
90、平彎矩 </p><p> 截面C處垂直彎矩 </p><p> 截面C處合成彎矩 </p><p> (3) 彎矩合成強(qiáng)度校核 通常只校核軸上受最大彎矩和最大扭矩的截面強(qiáng)度</p><p> 截面B處計(jì)算彎矩 考慮啟動,停機(jī)影響,扭矩為脈動循環(huán)變應(yīng)力,</p><p>
91、<b> ,</b></p><p> 截面B處應(yīng)力計(jì)算 </p><p> 強(qiáng)度校核 45鋼調(diào)質(zhì)處理,由表11.2(機(jī)械設(shè)計(jì) 徐錦康主編)查得</p><p> ,B處彎矩合成強(qiáng)度滿足要求</p><p> 截面C處計(jì)算彎矩 考慮啟動,停機(jī)影響,扭矩為脈動循環(huán)變應(yīng)力,&
92、lt;/p><p><b> ,</b></p><p> 截面C處應(yīng)力計(jì)算 </p><p> 強(qiáng)度校核 45鋼調(diào)質(zhì)處理,由表11.2(機(jī)械設(shè)計(jì) 徐錦康主編)查得</p><p> ,C處彎矩合成強(qiáng)度滿足要求</p><p> 圖4-7 軸的受力分析圖<
93、;/p><p> 4.2.3 輸出軸的校核</p><p><b> ?。?) 求軸上受力</b></p><p><b> 1) 計(jì)算齒輪受力</b></p><p> 齒輪分度圓直徑 </p><p> 圓周力 </p><
94、p><b> 徑向力 </b></p><p> 軸向力 </p><p><b> 對軸心產(chǎn)生的彎矩 </b></p><p> 2) 求支反力 </p><p> 軸承的支點(diǎn)位置 由7013C型角接觸軸承可知</
95、p><p> 齒寬中心距左支點(diǎn)的距離 </p><p> 齒寬中心距右支點(diǎn)的距離 </p><p> 左支點(diǎn)水平面的支反應(yīng)力 ,</p><p> 右支點(diǎn)水平面的支反應(yīng)力 ,</p><p> 左支點(diǎn)垂直面的支反應(yīng)力 </p><p> 右支點(diǎn)垂直面的支反應(yīng)力 </p>&
96、lt;p> 左支點(diǎn)的軸向支反力 </p><p> (2) 繪制彎矩圖和扭矩圖 參見圖4-8</p><p> 圖4-8軸的受力分析圖</p><p> 截面C處水平彎矩 </p><p> 截面C處垂直彎矩 </p><p> 截面C處合成彎矩 </p&
97、gt;<p> ?。?) 彎矩合成強(qiáng)度校核 通常只校核軸上受最大彎矩和最大扭矩的截面強(qiáng)度</p><p> 截面C處計(jì)算彎矩 考慮啟動,停機(jī)影響,扭矩為脈動循環(huán)變應(yīng)力,</p><p><b> ,</b></p><p> 截面C處應(yīng)力計(jì)算 </p><p> 強(qiáng)度校核
98、 45鋼調(diào)質(zhì)處理,由表11.2(機(jī)械設(shè)計(jì) 徐錦康主編)查得</p><p> ,彎矩合成強(qiáng)度滿足要求</p><p> 4. 3 軸承的壽命計(jì)算</p><p> 4.3.1 7006C型軸承的校核</p><p> ?。?) 確定7006C軸承的主要性能參數(shù)</p><p> 查表11-
99、4(機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì) 王大康 盧頌峰主編)及表8.10</p><p> ?。C(jī)械設(shè)計(jì) 徐錦康主編)得:、、</p><p><b> 、 </b></p><p> (2) 計(jì)算派生軸向力、 </p><p><b> ,</b></p><p> ?。?) 計(jì)
100、算軸向負(fù)載、</p><p> ,故軸承Ⅱ被“壓緊”,</p><p> 軸承Ⅰ被“放松”,得:</p><p> ?。?) 確定系數(shù)、、、</p><p><b> , </b></p><p> 查表8.10(機(jī)械設(shè)計(jì) 徐錦康主編)得=1,=0,=0.44,</p>&l
101、t;p><b> =1.26</b></p><p> (5) 計(jì)算當(dāng)量載荷、</p><p> ?。?) 計(jì)算軸承壽命</p><p> 查表8.7、8.8(機(jī)械設(shè)計(jì) 徐錦康主編)得,,又知 </p><p> 4.3.2 7013C型軸承的校核</p><p> ?。?) 確定7
102、013C軸承的主要性能參數(shù)</p><p> 查表11-4(機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì) 王大康 盧頌峰主編)及表8.10</p><p> ?。C(jī)械設(shè)計(jì) 徐錦康主編)得、、、</p><p><b> 、 </b></p><p> ?。?) 計(jì)算派生軸向力、 </p><p><b>
103、 ,</b></p><p> ?。?) 計(jì)算軸向負(fù)載、</p><p> ,故軸承Ⅱ被“壓緊”,軸承Ⅰ</p><p><b> 被“放松”,得:</b></p><p> ?。?) 確定系數(shù)、、、</p><p><b> , </b></p&g
104、t;<p> 查表8.10(機(jī)械設(shè)計(jì) 徐錦康主編)得=1,=0,=0.44、</p><p><b> =1.02</b></p><p> ?。?) 計(jì)算當(dāng)量載荷、</p><p> (6) 計(jì)算軸承壽命</p><p> 查表8.7、8.8(機(jī)械設(shè)計(jì) 徐錦康主編)得,,又知 </p>
105、<p> 4.3.3 7008C型軸承的校核</p><p> (1) 確定7008C軸承的主要性能參數(shù)</p><p> 查表11-4(機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì) 王大康 盧頌峰主編)及表8.10</p><p> ?。C(jī)械設(shè)計(jì) 徐錦康主編)得、、</p><p><b> 、 </b></p>
106、;<p> ?。?) 計(jì)算派生軸向力、 </p><p><b> ,</b></p><p> ?。?) 計(jì)算軸向負(fù)載、</p><p> ,故軸承Ⅱ被“壓緊”,軸承Ⅰ被“放</p><p><b> 松”,得:</b></p><p> ?。?)
107、確定系數(shù)、、、</p><p><b> , </b></p><p> 查表8.10(機(jī)械設(shè)計(jì) 徐錦康主編)得=1,=0,=0.44,</p><p><b> =1.26</b></p><p> ?。?) 計(jì)算當(dāng)量載荷、</p><p> ?。?) 計(jì)算軸承壽命&
108、lt;/p><p> 查表8.7、8.8(機(jī)械設(shè)計(jì) 徐錦康主編)得,,又知 </p><p> 主要零部件的工藝設(shè)計(jì)</p><p> 5.1 中間軸的工藝設(shè)計(jì)</p><p><b> 圖5-1 中間軸</b></p><p> 材料:45鋼 硬度: 40-45HRC</p>
109、<p><b> 圖5-2</b></p><p><b> 圖5-3</b></p><p><b> 圖5-4</b></p><p><b> 圖5-5</b></p><p><b> 圖5-6</b>
110、</p><p><b> 結(jié) 論</b></p><p><b> §11設(shè)計(jì)小結(jié)</b></p><p> 我們這次機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)是做《帶式運(yùn)輸機(jī)用的二級圓柱齒輪減速器》。在兩個星期的設(shè)計(jì)過程中,讓我明白一個簡單機(jī)械設(shè)計(jì)的過程,知道一個設(shè)計(jì)所必須要準(zhǔn)備些什么,要怎樣去安排工作,并學(xué)習(xí)機(jī)械設(shè)計(jì)的一般方
111、法,掌握機(jī)械設(shè)計(jì)的一般規(guī)律;也通過課程設(shè)計(jì)實(shí)踐,培養(yǎng)了我綜合運(yùn)用機(jī)械設(shè)計(jì)課程和其他先修課程的理論與生產(chǎn)實(shí)際知識來分析和解決機(jī)械設(shè)計(jì)問題的能力;學(xué)會怎樣去進(jìn)行機(jī)械設(shè)計(jì)計(jì)算、繪圖、查閱資料和手冊、運(yùn)用標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范。還有就是激發(fā)了我的學(xué)習(xí)興趣,能起到一種激勵奮斗的作用,讓我更加對課堂所學(xué)內(nèi)容的更加理解和掌握。</p><p> 這次機(jī)械課程設(shè)計(jì)中,我遇到了很多問題,但同學(xué)討論和老師 指導(dǎo)起到了很大的作用,這就是團(tuán)隊(duì)的精
112、神。自己在設(shè)計(jì)中所遇到的困難,讓我明白要做好一個機(jī)械設(shè)計(jì)是一件不容易的事,必須有豐富的知識面和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),還必須有一個好的導(dǎo)師。設(shè)計(jì)讓我感到學(xué)習(xí)設(shè)計(jì)的緊張,能看到同學(xué)間的奮斗努力,能讓大家很好地回顧以前所學(xué)習(xí)的理論知識,也明白只有在學(xué)習(xí)理論基礎(chǔ)上才能做設(shè)計(jì),讓我以后更加注重理論的學(xué)習(xí)并回到實(shí)踐中去。還這次自己沒有很好地把握設(shè)計(jì)時間的分配,前面?zhèn)鲃臃桨冈O(shè)計(jì)和傳動件設(shè)計(jì)時間太長,而在裝配草圖設(shè)計(jì)、裝配工作圖設(shè)計(jì)時間太緊,還有就是在裝配草圖設(shè)計(jì)
113、中遇到一些尺寸不是很確定,而減慢了AutoCAD工程制圖的速度,這也很好讓我們更加掌握AutoCAD工程制圖的操作。這是自己設(shè)計(jì)思維不太嚴(yán)謹(jǐn),沒有很好地熟悉一些理論知識,沒有過此類設(shè)計(jì)的經(jīng)驗(yàn);在設(shè)計(jì)過程中自己也做了一些重復(fù)的計(jì)數(shù),很多往往是一個參數(shù)所取不正確或沒有太在意一些計(jì)數(shù),而在尺寸計(jì)算校核才發(fā)現(xiàn)問題,而白白花了重復(fù)工作的時間,但也能讓我更加深刻一些設(shè)計(jì)的過程,積累了一些設(shè)計(jì)的經(jīng)驗(yàn)。</p><p> 這次
114、機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)是我們一次進(jìn)行的較長時間、較系統(tǒng)、 較全面的工程設(shè)計(jì)能力訓(xùn)練,很好地提高了我們實(shí)踐能力和運(yùn)用綜合能力的水平。我們可以通過設(shè)計(jì),明白到學(xué)習(xí)的內(nèi)容的目的,更加明確大學(xué)學(xué)習(xí)的目標(biāo)方向,能激起學(xué)生學(xué)習(xí)激情,也讓我們有學(xué)習(xí)的成就感,希望以后有更多合適實(shí)訓(xùn)教學(xué)安排。</p><p><b> 參 考 文 線</b></p><p> 1 吳彥農(nóng),康志軍. S
115、olidworks2003實(shí)踐教程. 淮陰:淮陰工學(xué)院, 2003</p><p> 2 孫江宏,段大高. 中文版Pro/Engineer2001入門與實(shí)例應(yīng)用. 北京:中國鐵道出版社,2003</p><p> 3 徐錦康. 機(jī)械設(shè)計(jì). 北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2001</p><p> 4 葛常清. 機(jī)械制圖(第二版). 北京:中國建材工業(yè)出版社,20
116、00</p><p> 5 譚浩強(qiáng). C程序設(shè)計(jì)(第二版). 北京:清華大學(xué)出版社,2000</p><p> 徐士良. C程序設(shè)計(jì). 北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2004</p><p> 7 劉鴻之. C程序設(shè)計(jì)題解與上機(jī)指導(dǎo)(第二版). 北京:高等教育出版社,2001 </p><p> 8 呂廣庶,張遠(yuǎn)明. 工程材料及成型技術(shù)
117、. 北京:高等教育出版社,2001</p><p> 9 張彥華. 工程材料與成型技術(shù). 北京:北京航空航天大學(xué)出版社,2005</p><p> 10 周昌治,楊忠鑒,趙之淵,陳廣凌. 機(jī)械制造工藝學(xué). 重慶:重慶大學(xué)出版社,1999</p><p> 11 曲寶章,黃廣燁. 機(jī)械加工工藝基礎(chǔ). 哈爾濱:哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社,2002</p>
118、<p> 12 張福潤,徐鴻本,劉延林. 機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)(第二版). 武漢:華中科技大學(xué)出版社,2002</p><p> 13 寧汝新,趙汝嘉. CAD/CAM技術(shù). 北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2003</p><p> 14 蔡漢明,陳清奎. CAD/CAM建設(shè). 北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2003</p><p> 15 司徒忠,李 璨. 機(jī)械
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