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帶式輸送機(jī)用單級(jí)圓柱齒輪減速器課程設(shè)計(jì)說明書2

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1、機(jī) 械 課 程 設(shè) 計(jì)說 明 書課程設(shè)計(jì)題目:帶式輸送機(jī)傳動(dòng)裝置姓名:陳光君學(xué)號(hào):060290專業(yè):機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化完成日期:2014.11.25中國石油大學(xué)(北京)遠(yuǎn)程教育學(xué)院機(jī)械課程設(shè)計(jì)說明書一、前言(一) 設(shè)計(jì)任務(wù)設(shè)計(jì)一帶式輸送機(jī)用單級(jí)圓柱齒輪減速器。已知運(yùn)輸帶輸送拉力 F=2.6KN ,帶速 V=1.45m/s,傳動(dòng)滾筒直徑 D=420mm(滾筒效率為 0.96)。電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng),預(yù)定使用壽命 8 年(每年工作 300 天),工作為二班工作制,載荷輕,帶式輸送機(jī)工作平穩(wěn)。工作環(huán)境:室內(nèi)灰塵較大,環(huán)境最高溫度 35。動(dòng)力來源:電力,三相交流 380/220 伏。圖 1 帶式輸送機(jī)的傳動(dòng)

2、裝置簡圖1、電動(dòng)機(jī); 2、三角帶傳動(dòng); 3、減速器; 4、聯(lián)軸器; 5、傳動(dòng)滾筒;6、皮帶運(yùn)輸機(jī)表 1常用機(jī)械傳動(dòng)效率機(jī)械傳動(dòng)類型傳動(dòng)效率 圓柱齒輪傳動(dòng)閉式傳動(dòng) 0.96 0.98 ( 7-9級(jí)精度)開式傳動(dòng) 0.94 0.96圓錐齒輪傳動(dòng)閉式傳動(dòng) 0.94 0.97 ( 7-8級(jí)精度)開式傳動(dòng) 0.92 0.95平型帶傳動(dòng)0.95 0.98帶傳動(dòng)0.94 0.97V 型帶傳動(dòng)滾動(dòng)軸承(一對(duì))0.98 0.995聯(lián)軸器0.99-0.995表 2常用機(jī)械傳動(dòng)比范圍傳動(dòng)類型平型帶三角帶齒輪傳動(dòng)選用指標(biāo)功率( KW)小( 20)中( 100)大(最大可達(dá) 50000)單級(jí)傳動(dòng)比圓柱圓錐(常用值)2-

3、42-43-62-3最大值615106-10(二) 設(shè)計(jì)目的通過本課程設(shè)計(jì)將學(xué)過的基礎(chǔ)理論知識(shí)進(jìn)行綜合應(yīng)用,培養(yǎng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),計(jì)算能力, 熟悉一般的機(jī)械裝置設(shè)計(jì)過程。(三)傳動(dòng)方案的分析機(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)為帶傳動(dòng),第二級(jí)傳動(dòng)為單級(jí)直齒圓柱齒輪減速

4、器。帶傳動(dòng)承載能力較低,在傳遞相同轉(zhuǎn)矩時(shí),結(jié)構(gòu)尺寸較其他形式大,但有過載保護(hù)的優(yōu)點(diǎn),還可緩和沖擊和振動(dòng),故布置在傳動(dòng)的高速級(jí),以降低傳遞的轉(zhuǎn)矩,減小帶傳動(dòng)的結(jié)構(gòu)尺寸。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, 是現(xiàn)代機(jī)器中應(yīng)用最為廣泛的機(jī)構(gòu)之一。本設(shè)計(jì)采用的是單級(jí)直齒輪傳動(dòng)。減速器的箱體采用水平剖分式結(jié)構(gòu),用HT200 灰鑄鐵鑄造而成。二、傳動(dòng)系統(tǒng)的參數(shù)設(shè)計(jì)(一 ) 電動(dòng)機(jī)選擇1、電動(dòng)機(jī)類型的選擇:Y 系列三相異步電動(dòng)機(jī)2、電動(dòng)機(jī)功率選擇:傳動(dòng)裝置的總效率:查表 1 取滾筒效率為0.96,皮帶傳動(dòng)效率0.96,軸承傳動(dòng)效率0.99,齒輪傳動(dòng)效率0.97,聯(lián)軸器效率 0.99。

5、=0.96*0.99 3*0.97*0.99=0.8945工作機(jī)所需的輸入功率Pw :Pw=(Fw V w)/(1000 w )式中, Fw=2.6 KN=2600N , V w=1.45m/s , w =0.96,代入上式得Pw=(2600*1.45)/(1000*0.96)=3.9271 KW電動(dòng)機(jī)的輸出功率:PO= Pw /=3.9271/0.8945=4.3903KWPm( 1 1.3 )P選取電動(dòng)機(jī)額定功率 Pm,使電動(dòng)機(jī)的額定功率,由查表得電動(dòng)機(jī)的O額定功率 P 5.5KW。3、確定電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速:計(jì)算滾筒工作轉(zhuǎn)速:nw=60*1000V/ ( D) =60 1000 1.45/ (4

6、20) =66r/min由推薦的傳動(dòng)比合理范圍,取圓柱齒輪傳動(dòng)一級(jí)減速器傳動(dòng)比范圍i 1=36。取 V 帶傳動(dòng)比 i2 =24,則總傳動(dòng)比范圍為 i=624 。故電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的可選范圍為n=( 624)66=3961584r/min 。4、確定電動(dòng)機(jī)型號(hào)根據(jù)以上計(jì)算,符合這一轉(zhuǎn)速范圍的電動(dòng)機(jī)的同步轉(zhuǎn)速有750r/min、 1000r/min和1500r/min ,綜合考慮電動(dòng)機(jī)和傳動(dòng)裝置的尺寸、結(jié)構(gòu)和帶傳動(dòng)及減速機(jī)的傳動(dòng)比,最終確定同步轉(zhuǎn)速為1500r/min,根據(jù)所需的額定功率及同步轉(zhuǎn)速確定電動(dòng)機(jī)的型號(hào)為Y132S-4,滿載轉(zhuǎn)速1440r/min。主要參數(shù):額定功率5.5KW ,滿載轉(zhuǎn)速144

7、0r/min ,電動(dòng)機(jī)質(zhì)量68kg。電動(dòng)機(jī)( Y132S-4)的主要外形尺寸和安裝(二) 計(jì)算傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比及分配各級(jí)傳動(dòng)比1、總傳動(dòng)比:i =1440/96=222、分配各級(jí)傳動(dòng)比:因 i= i1 * i 2,根據(jù)有關(guān)資料,單級(jí)減速器i=36 合理,這里取i1 =5 ,i 2=15/5=4.4 。(三) 運(yùn)動(dòng)參數(shù)及動(dòng)力參數(shù)計(jì)算1、各軸轉(zhuǎn)速(r/min )軸n1=nm/i 2=1440/4.4=330r/min軸n2= n1/ i 1= nw =66 r/min2、計(jì)算各軸的功率(KW)電動(dòng)機(jī)的輸出功率PO =4.3903KW軸PI =4.39030.96=4.2147KW軸P= P =4

8、.2147 0.99*0.97=4.0474KW12( 為軸承傳動(dòng)效率, 為齒輪傳動(dòng)效率, 聯(lián)軸器傳動(dòng)效率)123卷筒軸 P = P * 3=4.0474 0.99 0.99=3.9699KWj1*3、計(jì)算各軸扭矩( Nmm)軸 T I =9550PI /n I =9550 4.2147 / 330=121.9709 Nm軸 T=9550P /n=9550 4.0474/66=585.6465Nm卷筒軸 T =9550P /nj=9550 3.9699/66=573.955Nmjj將運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)計(jì)算結(jié)果整理后列于下表:表 3 運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)表軸名參數(shù)電動(dòng)機(jī)軸軸軸卷筒軸轉(zhuǎn)速 n/r ?min

9、-114403306666功率 P/kw4.39034.21474.04743.9669轉(zhuǎn)矩 T/N?m29.1162121.9709585.6465573.955傳動(dòng)比 i4.451三、傳動(dòng)零件的設(shè)計(jì)計(jì)算(一)帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)1、確定計(jì)算功率工作情況系數(shù) kA查文獻(xiàn) 1表 11.5 知: k =1.1 。APckAP =1.1 4.3903=4.8293kw2、選擇帶型號(hào)根據(jù) Pc =4.8293kw , nm1440r/min ,查文獻(xiàn) 1 圖 11.15 ,初步選用普通B 型帶。3、選取帶輪基準(zhǔn)直徑dd 1 , dd 2查 文 獻(xiàn) 1表11.6選 取 小 帶 輪 基 準(zhǔn) 直 徑 D1 =12

10、5mm , 則 大 帶 輪 基 準(zhǔn) 直 徑D2 i (1) D1 =4.4* ( 1-0.01) *125=544.5mm。式中,為帶的滑動(dòng)率,通常?。?1%2%),查表后取 D2 =530mm 。大帶輪轉(zhuǎn)速 n(1) D1 n1 =336.2264 r/min2D24、驗(yàn)算帶速 vvdd1nw*80*1440m/s60*10060*10009.42在 525m/s 范圍內(nèi),帶充分發(fā)揮。5、 V 帶基準(zhǔn)長度 Ld 和中心距 a求 D mD1D28025022165mm 327.5mmD 2D185mm 202.5mm2根據(jù)文獻(xiàn) 1 中式 11.20,初定 a1.5*( D1D2 ) =982.

11、5mm取 a=1000mm。由文獻(xiàn) 1 中式 11.2 帶長 L2LDm 2a*1652*500 85*85/ 500 1532.814 mm 3682.5971mma由文獻(xiàn) 1 中圖 11.4 定相近的基準(zhǔn)長度Ld=3550mm ,再由式( 11.3)計(jì)算實(shí)際中心距aLD m1( LD m) 282=1240mm446、驗(yàn)算包角1 ,由式( 11.4)得1 180D 2D160 =160.4032 O120 ,合適a7、確定 v 帶根數(shù) z帶速 vD1n1*80*14406.03m / s 9.42m/s60*100060*1000實(shí)際傳動(dòng)比 in11440=4.2828n2456.192查

12、表 11.8 單根 v 帶功率 P0 =1.60KW ;查表 11.7包角系數(shù) k =0.95;查表 11.12 帶長度系數(shù) K L =1.1,查表 11.10 ,P0Pc=2.83520.03kw ,則由公式得 Z(P0P0 )K L k故選 3 根帶。8、確定帶的張緊力F0(單根帶)查表 11.4 得 q=0.06kg/m ,故可由式( 11.21 )得單根 V 帶的張緊力F0 500 Pc( 2.5k)qv2=153.7271 Nvzk軸上載荷 FQ2zF0 sin1 =2*10*71.03*sin80.45o=909.4495 N2(二)齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算1、選擇齒輪材料及精度等級(jí)根據(jù)

13、工作要求,考慮減速器傳遞功率不大,所以齒輪采用軟齒面,齒面硬度=350HBS。小齒輪: 45 鋼,調(diào)質(zhì), HB1=220;大齒輪: 45 鋼,正火, HB2=190。查文獻(xiàn) 1 表 12.14,得 SH =1.1 , SF =1.4 。查文獻(xiàn) 1 圖 12.17和 12.23 知H lim1 =555MPa,H lim2 =530Mpa;F lim1 =190Mpa,F(xiàn) lim2 =180Mpa。故: H 1= H lim1 / SH =504.5Mpa, H 2= H lim2/ SH =481.8Mpa; F 1=F lim1 / SF =135.7 Mpa , F 2= F lim2 /

14、 SF =128.5 Mpa 。由于硬度小于350HBS,屬軟齒面,所以按接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì),再驗(yàn)算彎曲強(qiáng)度。2、按齒面接觸強(qiáng)度計(jì)算設(shè)齒輪按8 級(jí)精度制造。查文獻(xiàn)1 表 12.10 , 12.13 ,取載荷系數(shù)K=1.2 ,d =0.4 。3、確定有關(guān)參數(shù)和系數(shù)(三)軸的設(shè)計(jì)計(jì)算1 、輸入軸的設(shè)計(jì)計(jì)算、按扭矩初算軸徑選用 45鋼,調(diào)質(zhì),硬度 217255HBS,文獻(xiàn) 1表 16.2 取 c=110 ,初步確定軸的直徑 d1 C 3p1 110* ( 4.4736/480 ) 1/3=23.1。n15%7% ,取 d1 =24.717 由于軸端開鍵槽,會(huì)削弱軸的強(qiáng)度,故需增大軸徑選 d 1=25mm初

15、步確定軸的最小直徑d 2C3p2=39.05mm,n25%7%,取 d dim 2 =45 同樣增大軸徑、軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)軸上零件的定位,固定和裝配由于本設(shè)計(jì)中為單級(jí)減速器, 因此可將齒輪安排在箱體中央, 相對(duì)兩軸承對(duì)稱分布, 齒輪左面由軸肩定位, 右面用套筒軸向固定, 聯(lián)接以平鍵作過渡配合固定; 兩軸承分別以軸肩和套筒定位,采用過渡配合固定。軸呈階狀,左軸承從左面裝入,齒輪套筒,右軸承依次從右面裝入。確定軸各段直徑和長度軸: 300mm軸: 320mm四、滾動(dòng)軸承的選擇(一) 計(jì)算輸入軸承選用 30207 型角接觸球軸承,其內(nèi)徑d 為 35mm,外徑 D為 72mm,寬度 T 為 18.25mm

16、。(二) 計(jì)算輸出軸承選 30211 型角接球軸承,其內(nèi)徑 d 為 55mm,外徑 D=100mm,寬度 T 為 22.755mm。五、鍵聯(lián)接的選擇本設(shè)計(jì)均采用:普通圓頭平鍵。普通平鍵用于靜聯(lián)接,即軸與輪轂間無相對(duì)軸向移動(dòng)。構(gòu)造:兩側(cè)面為工作面,靠鍵與槽的擠壓和鍵的剪切傳遞扭矩型式:大齒輪處選擇圓頭A 型(常用);為防轉(zhuǎn)、鍵(指端銑刀加工)與槽同形、鍵頂上面與轂不接觸有間隙,聯(lián)軸器與帶輪處均選擇 C 型鍵。1、輸出軸與帶輪聯(lián)接采用平鍵聯(lián)接鍵的類型及其尺寸選擇:帶輪傳動(dòng)要求帶輪與軸的對(duì)中性好,故選擇C 型平鍵聯(lián)接。裝配圖中該鍵零件選用 GB1096-79 系列的鍵 1256,查得:鍵寬 b=12

17、 ,鍵高 h=8 ,并根據(jù)軸長確定鍵長。六、繪制零件結(jié)構(gòu)圖:大小齒輪的零件圖,計(jì)算機(jī)操作( 2)、小帶輪結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì):項(xiàng)設(shè)計(jì)與說明主要結(jié)果目結(jié)查機(jī)械工程設(shè)計(jì)基礎(chǔ)P109 表 14-3外徑 d a105.5mm構(gòu)Y132S-6 ,D 38 mm尺已設(shè)計(jì)好 dd1 100mm輪厚 B 78mm寸內(nèi)孔徑 D=38mm計(jì) ds D 38mm算dadd12h105.5mm內(nèi)孔徑長 L 57mmB2 f4e78mmL(1.5 2) ds1.5 38 57mm結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及零件圖( 3)、大帶輪結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì):項(xiàng)設(shè)計(jì)與說明主要結(jié)果目查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊P1426 表 14.1-24 得: D= ds25mm ,S=14查機(jī)械工

18、程設(shè)計(jì)基礎(chǔ)P199 圖 9-4-1 及公式得: B 70mm內(nèi)孔徑: D25mmS11.5SS1 15S20.5SS26結(jié)L(1.5 2) 25(37.5 50)L 50mm構(gòu) dh(1.8 2)d s(1.8 2) 25(45 50)dh50mm尺寸查機(jī)械工程設(shè)計(jì)基礎(chǔ) P200 表 9-4-1得:外徑 d add2ha計(jì)算普 V 帶 輪 基 準(zhǔn) 線 上 槽 深 ha2.75mm , 基 準(zhǔn) 直 徑dd2200mmd add22ha200 2 2.75205.5mm內(nèi)孔徑長: L=50mm輪厚: B 70mm輻板厚度: S 14mm輪轂直徑: dh=50mm外徑:d a 205.5mm基準(zhǔn)直徑

19、:dd 2200mm基 準(zhǔn) 線 下 槽 深 :hf=8.7mm輪緣厚:6min輪緣厚min6,基準(zhǔn)下槽深 hf=8.7mm基 準(zhǔn) 線 上 槽 深 :H=ha+hf=2.75+8.7=10.45mmha2.75mmd r d a2(H)205.5 2(10.45 6) 172.6mmd 0107mmdhdr39.6172.6d r172.6mmd02106.1mm244172.6108.3mm2d0(106.1 108.3)d0 取 107mm結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及零件圖七、箱體、箱蓋主要尺寸計(jì)算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H 7 配合 .i

20、s 61. 機(jī)體有足夠的剛度在機(jī)體為加肋,外輪廓為長方形,增強(qiáng)了軸承座剛度2. 考慮到機(jī)體內(nèi)零件的潤滑,密封散熱。因其傳動(dòng)件速度小于 12m/s,故采用侵油潤油,同時(shí)為了避免油攪得沉渣濺起,齒頂?shù)接统氐酌娴木嚯x H 為 40mm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)精創(chuàng),其表面粗糙度為3. 機(jī)體結(jié)構(gòu)有良好的工藝性 .鑄件壁厚為10,圓角半徑為R=3 。機(jī)體外型簡單,拔模方便.4. 對(duì)附件設(shè)計(jì)A 視孔蓋和窺視孔在機(jī)蓋頂部開有窺視孔,能看到傳動(dòng)零件齒合區(qū)的位置,并有足夠的空間,以便于能伸入進(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

21、用墊片加強(qiáng)密封,蓋板用鑄鐵制成,用M6緊固B 油螺塞: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。C 油標(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.D 通氣孔:由于減速器運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí),機(jī)體內(nèi)溫度升高,氣壓增大,為便于排氣,在機(jī)蓋頂部的窺視孔改上安裝通氣器,以便達(dá)到體內(nèi)為壓力平衡.E 蓋螺釘:啟蓋螺釘上的螺紋長度要大于機(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.F 位銷:為保證剖分式機(jī)體的軸承座孔的加工及裝配精

22、度,在機(jī)體聯(lián)結(jié)凸緣的長度方向各安裝一圓錐定位銷,以提高定位精度.G 吊鉤:在機(jī)蓋上直接鑄出吊鉤和吊環(huán),用以起吊或搬運(yùn)較重的物體.八、軸承端蓋九、減速器的附件的設(shè)計(jì)1、擋圈: GB886-86查得:內(nèi)徑 d=55,外徑 D=65,擋圈厚 H=5,右肩軸直徑 D158;2、油標(biāo): M12: d =6 , h=28,a=10,b=6 , c=4,D=20;3、角螺塞: M181.5 : JB/ZQ4450-86 。這次關(guān)于帶式運(yùn)輸機(jī)上的單級(jí)圓柱斜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。通過二個(gè)星期的設(shè)計(jì)實(shí)踐,使我對(duì)機(jī)械

23、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) .十、設(shè)計(jì)小結(jié)1. 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)、材料力學(xué)、公差與配合、機(jī)械工程材料、機(jī)械設(shè)計(jì)手冊等于一體。2. 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。3.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)。4.本次設(shè)計(jì)得到了指導(dǎo)老師的細(xì)心幫助和支持。衷心的感謝老師的指導(dǎo)和幫助.5. 設(shè)計(jì)中還存在不少錯(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)慣和思維從而提高設(shè)計(jì)實(shí)踐操作能力。十一、設(shè)計(jì)參考文獻(xiàn)目錄1 邱宣懷,郭可謙,吳宗澤等. 機(jī)械設(shè)計(jì)(第四版). 北京:高等教育出版社,2007.

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