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3MZ318轴承超精机油石架振荡及油石夹补偿机构设计【5张CAD图纸+毕业论文】【答辩优秀】

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关键词：: mz318 轴承机油振荡油石补偿机构设计全套 cad 图纸毕业论文答辩优秀优良

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摘要····················································II

Abstract·················································III

1绪论···················································1

2传动方案的选择·········································3

2.1机械传动机构的类型·································3

2.2机械传动机构的选择·································9

3振荡机构的设计········································16

3.1轴的设计··········································16

3.2摆动机构的设计····································18

4油石夹补偿机构········································21

4.1油石夹的设计······································21

4.2摆动头的设计······································23

4.3油石夹振荡机构缸体及液压补偿机构设计··············23

5结论··················································26

参考文献················································27

3MZ318轴承超精机油石架振荡及油石夹补偿机构设计

摘要

3MZ318轴承超精机是以油石为研具，在摆动状态下，以液压力压在旋转的工作沟道上，进行超精研加工的全自动化设备。通过本设备加工，以降低沟道表面粗糙度，修正圆度偏差，去除因磨削局部高温而必然产生的表面软化变质层。从而实现降低轴承运转噪音，提高精度等级，提高寿命指标。本油石架振荡机构采用内置式曲柄连杆，使摆动稳定，高频高效。油石夹采用弹簧和液压自动补偿机构，使加工部位工作压力稳定，有助于使产品质量细腻，稳定。提高加工成品率，增加生产效益。从油石架振荡机构到油石夹补偿机构的设计，都吸收借鉴了多种振荡及补偿机构的有点，使本设计更加高效，稳定。

关键词：振荡架传动机构；油石夹补偿；轴承超精机

3MZ318 bearing ultra-fine oil stone oscillation and Whetstone folder compensation mechanism design

Abstract

3MZ318 bearing ultra-precision machine based on Whetstone research with hydraulic beat in a swing state, the rotation channel, Superfinishing fully automated processing equipment. Through the processing of this device, in order to reduce channel surface roughness correction roundness deviation, removal of the local high temperature grinding inevitably surface to soften the metamorphic layer. In order to achieve the lower bearing operating noise, improve the accuracy class, and increased life expectancy indicators. The Whetstone frame oscillation institutions using the built-in crank and connecting rod, so that the swing stable, high-frequency and efficiency.The Whetstone folder using the springs and hydraulic automatic compensation mechanism, so that the processing parts of the working pressure is stable, and help to make delicate, stable product quality. Improve the processing yield, increase production efficiency. From the the Whetstone frame oscillation institutions to the Whetstone folder design of the compensation mechanism, absorbing a variety of oscillation and the compensation mechanism of a little, making the design more efficient, stable.

Key words：Oscillation frame transmission；Whetstone folder compensation；Bearing ultra-fine machine

1绪论

1.1油石架振荡及油石夹补偿机构设计的目的及意义

本课题是南京轴承有限公司提供给我校毕业设计的课题之一，只要探究的对象是油石架振荡及油石夹补偿机构。

3MZ318轴承超精机是以油石为研具，在摆动状态下，以液压力压在旋转的工作沟道上，进行超精研加工的全自动化设备。通过本设备加工，以降低沟道表面粗糙度，修正圆度偏差，去除因磨削局部高温而必然产生的表面软化变质层。从而实现降低轴承运转噪音，提高精度等级，提高寿命指标。通过本课题的研究可以提高学生设计计算，检查资料，使用手册，阅读和识别图表，设计制图和解决实际问题的能力。

3MZ318轴承超精机是南京轴承有限公司的现役设备，通过对该机型的实地考查、研究，综合测评该机型振荡架及油石夹补偿机构的能力，了解该机构的目的与作用，透析3MZ318轴承超精机油石架振荡及油石夹补偿机构工作原理、环境，并进行测绘，以达到研讨并设计该类机构的目的。

通过本次设计，可以提高学生分析和解决工程实际问题的能力，使学生掌握机械零件、机械传动装置的一般设计方法和步骤。在毕业设计中，加强学习运用标准、规范、手册、图册和查阅相关技术资料的能力，培养学生机械设计的基本技能。

1.2油石架振荡及油石夹补偿机构设计的内容和任务

该课题由南京轴承有限公司提供，需完成轴承超精机油石振荡及油石夹工作补偿机构两部分的设计工作。

3MZ318轴承超精机油石架振荡机构主要完成在轴承内圈的精超或粗超过程中油石夹来回摆动的传动过程。通过对油石架振荡机构的设计使油石在油石夹带动振荡时能得到所期望的加工效果，并使该机构能长期稳定工作，考虑功耗、噪声、振幅补偿方便合理等问题。

3MZ318轴承超精机油石夹补偿机构主要用来调整超精机在工作时油石与轴承沟之间的接触力与接触程度。在超精机的工作过程中，随着油石的逐渐磨损，油石与所加工轴承沟的接触情况会发生变化，所以要使油石夹的补偿机构实现实时的自动补偿，使超精机工作过程中，油石与所加工轴承内圈始终保持加工所需要的接触。

对3MZ318轴承超精机油石架振荡及油石夹补偿机构的技术要求如下：加工轴承外圈；主轴转速（粗超），849-2320转/分；主轴转速（精超），1150-3540转/分；油石振荡频率（次/min），50-800次/分；振荡角度，0-40度；

综上所述，对3MZ318轴承超精机油石架振荡及油石夹补偿机构的设计需保证机床加工精度，此外油石架的摆动机构须灵活，尽量减少摩擦，便于补偿，同时须使该机构工作可靠[1]。

1.3油石架振荡及油石夹补偿机构设计的方法

1.设计准备工作

（1）熟悉任务书，明确设计的内容和要求

（2）熟悉设计指导书、有关资料、图纸等

（3）观看实物，了解油石架振荡及油石夹补偿机构的结构特点和工作原理

2.传动方案设计

（1）确定传动类型

（2）选择电动机

3.装配图草图的绘制

（1）确定油石架振荡及油石夹补偿机构的结构方案

（2）绘制装配图草图，进行轴、轴上零件和轴承组合的结构设计

（3）校核轴的强度、校核轴和蜗杆的寿命

（4）绘制3MZ318轴承超精机油石架振荡及油石夹补偿机构的箱体结构

4.装配图的绘制

（1）画底线图，画剖面线

（2）选择配合，标注尺寸

（3）编写零件序号，列出明细栏

（4）加深线条，整理图面

5.编写设计计算说明书

全部文件.jpg

总装配图.jpg

振荡机构装.jpg

摆动头.jpg

字数统计.jpg

内容简介：: 毕业设计（论文）设计(论文)题目： 3MZ318轴承超精机油石架振荡及油石夹补偿机构设计学生姓名：王康指导教师：赵新二级学院：龙蟠学院专业：机械设计制造及其自动化班级： 09机械（1）班学号： 0921114006 提交日期：年月日答辩日期： 2013年 3 月 4 日金陵科技学院学士学位论文目录目录摘要IIAbstractIII1绪论12传动方案的选择3 2.1机械传动机构的类型3 2.2机械传动机构的选择93振荡机构的设计16 3.1轴的设计16 3.2摆动机构的设计184油石夹补偿机构21 4.1油石夹的设计21 4.2摆动头的设计23 4.3油石夹振荡机构缸体及液压补偿机构设计235结论26参考文献271金陵科技学院学士学位论文摘要3MZ318轴承超精机油石架振荡及油石夹补偿机构设计摘要3MZ318轴承超精机是以油石为研具，在摆动状态下，以液压力压在旋转的工作沟道上，进行超精研加工的全自动化设备。通过本设备加工，以降低沟道表面粗糙度，修正圆度偏差，去除因磨削局部高温而必然产生的表面软化变质层。从而实现降低轴承运转噪音，提高精度等级，提高寿命指标。本油石架振荡机构采用内置式曲柄连杆，使摆动稳定，高频高效。油石夹采用弹簧和液压自动补偿机构，使加工部位工作压力稳定，有助于使产品质量细腻，稳定。提高加工成品率，增加生产效益。从油石架振荡机构到油石夹补偿机构的设计，都吸收借鉴了多种振荡及补偿机构的有点，使本设计更加高效，稳定。关键词：振荡架传动机构；油石夹补偿；轴承超精机金陵科技学院学士学位论文 Abstract3MZ318 bearing ultra-fine oil stone oscillation and Whetstone folder compensation mechanism designAbstract3MZ318 bearing ultra-precision machine based on Whetstone research with hydraulic beat in a swing state, the rotation channel, Superfinishing fully automated processing equipment. Through the processing of this device, in order to reduce channel surface roughness correction roundness deviation, removal of the local high temperature grinding inevitably surface to soften the metamorphic layer. In order to achieve the lower bearing operating noise, improve the accuracy class, and increased life expectancy indicators. The Whetstone frame oscillation institutions using the built-in crank and connecting rod, so that the swing stable, high-frequency and efficiency.TheWhetstonefolderusingthespringsandhydraulicautomaticcompensationmechanism,sothattheprocessingpartsoftheworkingpressureisstable,andhelptomakedelicate,stableproductquality.Improvetheprocessingyield,increaseproductionefficiency.FromthetheWhetstoneframeoscillationinstitutionstotheWhetstonefolderdesignofthecompensationmechanism,absorbingavarietyofoscillationandthecompensationmechanismofalittle,makingthedesignmoreefficient,stable.Key words：Oscillation frame transmission；Whetstone folder compensation；Bearing ultra-fine machine金陵科技学院学士学位论文第一章绪论1 绪论1.1油石架振荡及油石夹补偿机构设计的目的及意义本课题是南京轴承有限公司提供给我校毕业设计的课题之一，只要探究的对象是油石架振荡及油石夹补偿机构。3MZ318轴承超精机是以油石为研具，在摆动状态下，以液压力压在旋转的工作沟道上，进行超精研加工的全自动化设备。通过本设备加工，以降低沟道表面粗糙度，修正圆度偏差，去除因磨削局部高温而必然产生的表面软化变质层。从而实现降低轴承运转噪音，提高精度等级，提高寿命指标。通过本课题的研究可以提高学生设计计算，检查资料，使用手册，阅读和识别图表，设计制图和解决实际问题的能力。3MZ318轴承超精机是南京轴承有限公司的现役设备，通过对该机型的实地考查、研究，综合测评该机型振荡架及油石夹补偿机构的能力，了解该机构的目的与作用，透析3MZ318轴承超精机油石架振荡及油石夹补偿机构工作原理、环境，并进行测绘，以达到研讨并设计该类机构的目的。通过本次设计，可以提高学生分析和解决工程实际问题的能力，使学生掌握机械零件、机械传动装置的一般设计方法和步骤。在毕业设计中，加强学习运用标准、规范、手册、图册和查阅相关技术资料的能力，培养学生机械设计的基本技能。1.2油石架振荡及油石夹补偿机构设计的内容和任务该课题由南京轴承有限公司提供，需完成轴承超精机油石振荡及油石夹工作补偿机构两部分的设计工作。3MZ318轴承超精机油石架振荡机构主要完成在轴承内圈的精超或粗超过程中油石夹来回摆动的传动过程。通过对油石架振荡机构的设计使油石在油石夹带动振荡时能得到所期望的加工效果，并使该机构能长期稳定工作，考虑功耗、噪声、振幅补偿方便合理等问题。3MZ318轴承超精机油石夹补偿机构主要用来调整超精机在工作时油石与轴承沟之间的接触力与接触程度。在超精机的工作过程中，随着油石的逐渐磨损，油石与所加工轴承沟的接触情况会发生变化，所以要使油石夹的补偿机构实现实时的自动补偿，使超精机工作过程中，油石与所加工轴承内圈始终保持加工所需要的接触。对3MZ318轴承超精机油石架振荡及油石夹补偿机构的技术要求如下：加工轴承外圈；主轴转速（粗超），849-2320转/分；主轴转速（精超），1150-3540转/分；油石振荡频率（次/min），50-800次/分；振荡角度，0-40度；综上所述，对3MZ318轴承超精机油石架振荡及油石夹补偿机构的设计需保证机床加工精度，此外油石架的摆动机构须灵活，尽量减少摩擦，便于补偿，同时须使该机构工作可靠1。1.3油石架振荡及油石夹补偿机构设计的方法1.设计准备工作（1）熟悉任务书，明确设计的内容和要求（2）熟悉设计指导书、有关资料、图纸等（3）观看实物，了解油石架振荡及油石夹补偿机构的结构特点和工作原理2.传动方案设计（1）确定传动类型（2）选择电动机3.装配图草图的绘制（1）确定油石架振荡及油石夹补偿机构的结构方案（2）绘制装配图草图，进行轴、轴上零件和轴承组合的结构设计（3）校核轴的强度、校核轴和蜗杆的寿命（4）绘制3MZ318轴承超精机油石架振荡及油石夹补偿机构的箱体结构4.装配图的绘制（1）画底线图，画剖面线（2）选择配合，标注尺寸（3）编写零件序号，列出明细栏（4）加深线条，整理图面5.编写设计计算说明书金陵科技学院学士学位论文第二章传动方案的选择2 传动方案的选择振荡架传动机构要求能稳定的输出振荡频率一定的振荡效果，有效的利用传动能量，减少能量损失，同时在保证结构寿命的基础上，减少振荡噪声。2.1机械传动的类型机械传动（mechanical drive）有多种形式，主要可分为两类：靠机件间的摩擦力传递动力和运动的摩擦传动，包括带传动、绳传动和摩擦轮传动等。摩擦传动容易实现无极变速，大都能适应轴间距较大的传动场合，过载打滑还能起到缓冲和保护传动装置的作用，但这种传动一般不能用于图2.1 机械传动大功率的场合，也不能保证准确的传动比。2靠主动件与从动件啮合或借助中间件啮合传递动力或运动的啮合传动，包括齿轮传动、链传动、螺旋传动和谐波传动等。啮合传动能够用于大功率的场合，传动比准确，但一般要求较高的制造精度和安装精度。基本产品分类：减速机、制动器、离合器、连轴器、无级变速机、丝杠、滑轨等。机械传动按传动力方式分，可分为：1链条传动2齿轮传动3皮带传动4涡轮蜗杆传动6棘轮传动7曲轴连杆传动8气动传动9液压传动（液压刨）10万向节传动11钢丝索传动（电梯中应用最广泛）12联轴器传动13花键传动部分传动方式的介绍：一、链传动的特点、范例：链传动是由两个具有特殊齿形的齿轮和一条闭合的链条所组成，工作时主动链轮的齿与链条的链节相啮合带动与链条相啮合的从动链轮传动。链条传动主要用于传动比要求较准确，且两轴相距离较远，而且不宜采用齿轮的地方。这就是我们常见的自行车链轮链条传动原理。链传动的特点（1）能保证较精确的传动比（和皮带传动相比较）图2.2 链传动（2）可以在两轴中心距较远的情况下传递动力（与齿轮传动相比）（3）只能用于平行轴间传动（4）链条磨损后，链节变长，容易产生脱链现象。滚子链的内链板与套筒、外链板与销轴分别采用过盈配合固定，销轴与套筒、滚子与套筒之间分别为间隙配合；各链节可以自由屈伸，滚子与套筒能相对转动。滚子链与链轮啮合时，由于滚子的作用，将套筒与链轮齿直接接触的滑动摩擦转化为滚动摩擦，从而减小了链轮齿的磨损。滚子链的长度用节数来表示。为了使链条的两端便于连接，链节数应尽量选取偶数，链接头处可用开口销或弹簧夹锁定。当链节数为奇数时，链接头需采用过渡链节，过渡链节不仅制造复杂，而且传递能力低，因此应尽量避免使用。链传动的使用 (1)为保证链传动的正常工作，两链轮轴线应相互平行，且两链轮应位于同一铅垂平面内。 (2)为了提高链传动的质量和使用寿命，应注意进行润滑。 (3)链传动可不施加预紧力，必要时可采用张紧轮装置。赞同二、齿轮传动的特点、范例: 齿轮传动是由分别安装在主动轴及从动轴上的两个齿轮相互啮合而成。齿轮传动是应用最多的一种传动形式。齿轮传动的基本特点（1）齿轮传递的功率和速度范围很大，功率可从很小到数十万图2.3 齿轮传动千瓦，圆周速度可从很小到每秒一百多米以上。齿轮尺寸可从小于1mm到大于10m。（2）齿轮传动属于啮合传动，齿轮齿廓为特定曲线，瞬时传动比恒定，且传动平稳、可靠。（3）齿轮传动效率高，使用寿命长。（4）齿轮种类繁多，可以满足各种传动形式的需要。（5）齿轮的制造和安装的精度要求较高。齿轮传动的分类齿轮的种类很多，可以按不同方法进行分类。按啮合方式分，齿轮传动有外啮合传动和内啮合传动。按齿轮的齿向不同分，齿轮传动有直齿圆柱齿轮传动；斜齿圆柱齿轮传动；人字齿圆柱齿轮传动和直齿锥齿轮传动。齿轮传动中以标准直齿圆柱齿轮传动为例：标准直齿圆柱齿轮传动直齿圆柱齿轮传动是齿轮传动的最基本形式，它在机械传动装置中应用极为广泛。齿线为分度圆直母线的圆柱齿轮称为直齿圆柱齿轮，简称直齿轮。直齿圆柱齿轮的主要参数（1）齿数z 一个齿轮的轮齿总数称为齿数。（2）齿形角a 在端平面上，过端面齿廓与分度圆交点处的径向直线与齿廓在该点处的切线所夹的锐角称为齿形角。图2.4直齿圆柱齿轮标准规定渐开线齿轮的标准齿形角a =20。（3）模数m 齿距p除以圆周率所得的商称为模数，模数的单位为mm，且已经标准化。其他类型齿轮传动常用的齿轮传动除直齿圆柱齿轮传动外，还有斜齿圆柱齿轮传动、直齿锥齿轮传动和蜗杆传动等。斜齿圆柱齿轮传动齿线为螺旋线的圆柱齿轮称为斜齿圆柱齿轮。斜齿圆柱齿轮根据螺旋角的方向不同，分为左旋齿轮和右旋齿轮两种，其旋向可用右手法则来判断。伸出右手，手掌朝上，四指指向齿轮轴向方向，若齿向与拇指方向一致则为右旋，反之为左旋。一对斜齿圆柱齿轮啮合时，由于轮齿在圆柱面上是螺旋放置的，所以两啮合轮齿齿面是逐渐接触又逐步脱离的，而一对直齿圆柱齿轮啮合时，两啮合齿齿面是同时在齿向全长上接触，之后又同时脱离。因此，斜齿圆柱齿轮传动平稳性好，冲击小，特别是在高速重载下更为明显。斜齿圆柱齿轮传动适用于传动平稳性要求高的两平行轴之间的传动。直齿锥齿轮传动分度曲面为圆锥面的齿轮称为锥齿轮，它是轮齿分布在圆锥面上的齿轮，当其齿向线是分度圆锥面的直母线时称为直齿锥齿轮。锥齿轮传动用于空间两相交轴之间的传动，一般多用于两轴垂直相交成90的场合。三、皮带传动的特点、范例：带传动是具有中间挠性件的传动方式，在机械传动中应用较为普遍，特别是带传动中的V带传动，应用极为广泛。带传动的类型带传动是利用带作为中间挠性件来传递运动或动力的一种传动方式。按传动原理不同，带传动分为摩擦型（平带传动、V带传动等）和啮合型两类。目前机械设备中应用的带传动以摩擦型带传动居多，下面主要以V带传动为例介绍有关带传动的基本知识。带传动的基本原理传动带套在主动带轮1和从动带轮2上，对图2.5 带传动带施加一定的张紧力，带与带轮接触面之间就会产生正压力；主动轮转动时，依靠带和带轮之间的摩擦力来驱动从动轮转动。带传动的基本原理是依靠带和带轮之间的摩擦力来传递运动和动力。带传动的特点由于带富有弹性，并靠摩擦力进行传动，因此它具有结构简单，传动平稳、噪声小，能缓冲吸振，过载时带会在带轮上打滑，对其他零件起过载保护作用，适用于中心距较大的传动等优点。但带传动也有不少缺点，主要有：不能保证准确的传动比，传动效率低(约为0.900.94)，带的使用寿命短，不宜在高温、易燃以及有油和水的场合使用。带传动的传动比带传动中，主动轮转速与从动轮转速之比称为传动比，用符号表示。常用的带传动有两种形式，即平带传动和V带传动。（1）平带传动横剖面为扁平矩形，工作是环形内表面与带轮外表面接触。平带传动结构简单，平带较薄，挠曲性和扭转性好，因而适用于高速传动、平行轴间的交叉传动或交错轴间的半交叉传动（2）V带传动横剖面为等腰梯形，工作时置于带轮槽之中，两侧面接触，产生摩擦力较大，传动能力较强。带传动工作时，为使带获得所需的张紧力，两带轮的中心距应能调整；带在传动中长期受拉力作用，必然会产生塑性变形而出现松弛现象，使其传动能力下降，因此一般带传动应有张紧装置。带传动的张紧方法主要有调整中心距和使用张紧轮两种，其中它们各自又有定期张紧和自动张紧等不同形式。为提高V带传动的效率，延长V带的使用寿命和确保带传动的正常运转，必须正确做好带传动装置的安装、维修与保养工作。（1）V带必须正确地安装在轮槽之中，一般以带的外边缘与轮缘平齐为准。（2）V带传动中两带轮的轴线要保持平行，且两轮相对应的V形槽的对称平面应重合。（3）拆、装V带时，应先调小两带轮中心距，避免硬撬而损坏V带或设备。套好带后，再将中心距调回到正确位置，带的松紧要适度。（4）V带传动必须安装防护罩，防止因润滑油、切削液或其他杂物等飞溅到V带上而影响传动，并防止伤人事故的发生。（5）对一组V带，损坏时一般要成组更换，新旧带不能混用。四、蜗轮蜗杆传动的特点当一个齿轮具有一个或几个螺旋齿，并且与涡轮（类似于螺旋齿轮）啮合而组成交错轴传动时，这种传动称为蜗杆传动。蜗轮蜗杆传动用于两轴交叉成90度，但彼此既不平行又不相交的情况下，通常在蜗轮传动中，蜗杆是主动件，而蜗轮是被动件。蜗杆传动的特点：单级传动就能获得很大的传动比，结构紧凑，传动平稳，无噪声，但传动效率低。蜗杆传动中涡轮转向的判定：蜗杆传动中蜗杆、涡轮转向间的关系取决于两者间的相对位置、蜗杆的旋向及其旋转方向。判断涡轮相对于蜗杆的转向用左手或右手法则，挡蜗杆为右旋（蜗杆也分左右旋且判断方法与斜齿轮方向判断方法相同）时用右手法则，蜗杆为左旋时用左手法则。弯曲四指，是之指向蜗杆的旋向方向（直箭头表示蜗杆可见侧的圆周运动方向），则拇指的反方向就是涡轮相对于蜗杆的运动方向。与齿轮传动相比，蜗杆传动具有下列特点：图2.6 蜗杆传动传动比大、结构紧凑在一般传动中，i=10-80，在分度机构中（只传递运动）i可达1000，因而结构紧凑。传动平稳、噪声低由于蜗杆轮齿连续不断地与涡轮轮齿相啮合，同时蜗杆涡轮啮合时为线接触，因而传动平稳噪声低。具有自锁性当蜗杆的导程角小于啮合副材料的当量摩擦角，蜗杆传动具有自锁性。即只能蜗杆带动蜗轮，而蜗轮不能带动蜗杆。在起重装置等机械中经常利用此自锁性。效率低因为蜗杆涡轮在啮合处有较大的相对滑动，因而磨损大，发热量大，效率低。一般传动效率=0.7-0.8，具有自锁性的蜗杆传动效率低于50%，故蜗杆传动主要用于中、小功率传动。成本高为减少蜗杆传动啮合处的摩擦和磨损，控制发热和防止胶合，蜗轮经常用青铜材料制造，因而成本增高。五、螺旋传动的分类、特点：螺旋传动是利用螺杆和螺母组成的螺旋副来实现传动要求的，主要用于将回转运动变为直线运动，同时传递运动和动力。螺旋传动的分类：传力螺旋：以传递动力为主，要求以较小的转矩产生较大的轴向推力，用于克服工作阻力。如各种起重或加压装置的螺旋。这种传力螺旋主要是承受很大的轴向力，一般为简写工作，每次工作时间较短，工作速度也不高。传导螺旋：以传递运动为主，有时也承受较大的轴向载荷。如机床进给机构的螺旋等。传导螺旋主要在较长的时间内连续工作，工作速度较高，因此，要求具有较高的传动精度。调整螺旋：以调整、固定零件的相对位置。如机床、仪器、及测试装置中的微调机构的螺旋。调整螺旋不经常转动，一般在空载下调整。螺旋传动的特点：传动精度高、工作平稳无噪音，易于自锁，能传递较大的动力等特点。2.2机械传动机构的选择一、机械传动机构选择：工作机一般都要靠原动机供给一定形式的能量，但是，把原动机和工作机直接连接起来的情况很少，往往需要在二者之间加入传递动力或改变运动状态的传动装置：工作机所需要的速度一般与原动机的最优速度不相符合。很多工作机都需要根据生产要求进行速度调整，但是依靠原动机的速度来达到这一目的是不经济的，也不可能。在有些情况下，需要用一台原动机带动若干个工作速度不同的工作机。为了安全及维护方便，或因机器的外廓尺寸受到限制等原因，不能将原动机和工作机直接连接在一起。设计概要当设计传动时，如传动的功率、传动比和工作条件已定，则不同的类型传动各有其优缺点。（1）功率和效率各类传动所能传递的功率取决于其传动原理、承载能力、载荷分布、工作速度、制造精度、机械效率、发热情况等因素。效率是评定传动性能的主要指标之一。（2）速度速度是传动的主要运动特性之一。提高传动速度是机器的重要发展方向。（3）外廓尺寸、质量、成本传动的外廓尺寸和质量与功率和速度的大小密切相关，也与传动零件材料的力学性能有关。传动比是传动的运动特性之一。二、传动机构的选择1选择电动机主要参数主轴转速：粗超. 8492320转/分对应变频器调频 17.2950 HZ 精超 11253540转/分对应变频器调频 15.3350 HZ油石摆动频率： 50800次/分对应变频器调频 350 HZ电动机已经标准化、系列化。应按照工作的要求，根据选择的传动方案选择电动机的类型、功率和转速，并在产品目录中查出其型号和尺寸。电动机类型和结构型式的选择电动机有交流电动机和直流电动机之分，一般工厂都似乎用三相交流电，因而多采用交流电动机。交流电动机有异步电动机和同步电动机两类。异步电动机又分为笼型和绕线型两种，其中以普通笼型异步电动机应用最多。目前应用最广的是Y系列自扇冷式笼型三相异步电动机，其结构简单，起动性能好，工作可靠，价格低廉，维护方便，适用于不易燃、不易爆、无腐蚀性气体、无特殊要求的场合，如运输机、机床、风机、农机、轻工机械等。在经常需要起动、制动和正、反转的场合（如起重机），则要求电动机转动惯量小，过载能力大，应选用起重及冶金用三相异步交流电动机YZ型（笼型）或YZR型（绕线型）。在连续运转的条件下，电动机发热不超过许可温升的最大功率被称为额定功率。负载达到额定功率时的电动机转速称为满载转速。三相交流异步电动机的铭牌上都标有额定功率和满载转速。为满足不同的输出轴要求和安装需要，同一类电动机可制成满足几种安装的结构形式，并以不同的机座号来区别。各型号电动机的技术数据，如额定功率、满载转速、起动转矩和额定转矩之比，最大转矩和额定转矩之比，外形及安装尺寸等，可查阅有关机械设计手册或电动机产品目录3。确定电动机的功率电动机的功率选择直接影响到电动机的工作性能和经济性能的好坏。如果所选电动机的功率小于工作要求，则不能保证工作机构正常工作，使电动机经常过载而提前损坏；如果所选电动机功率过大，则电动机经常不能满载运行，功率因数和效率较低，从而增加电能消耗、造成浪费。因此，在设计中一定要选择合适的电动机功率。电动机的工作情况一般分为两种：（1）由于长期连续运转，载荷不变或很少发生变化的电动机。选择这类电动机时，只要使电动机的额定功率P稍大于电动机的工作功率P，即PP，这样电动机在工作时就不会过热，然后在手册中选取相应的电动机型号即可。一般情况下可以不校验电动机的起动转矩和散热。（2）对于重复短时工作和载荷不稳定的情况，电动机的功率应根据等效功率的方法来计算。确定电动机转速同一类型相同额定功率的电动机也有集中不同的转速，低转速电动机的级数多、外廓尺寸及质量较大、价格较高，但可使传动装置的总传动比及尺寸减小，搞转速电动机则与其相反。设计时应综合考虑各方面因素选取适当的电动机转速。三相异步电动机有四种常用的同步转速，即3000r/min、1500r/min、1000r/min、750r/min，一般多选用同步转速为1500r/min或1000r/min的电动机，如无特殊需要，不选用低于750r/min的电动机。可由工作机构的转速要求和传动机构的合理传动比范围，推算出电动机转速的可选范围，即n=(i*i*i.i)n式中 n电动机可选转速范围i*i*i.i分别为各级传动机构的合理传动比范围。由选定的电动机类型、结构、容量和转速查出电动型号，并记录其型号、额定功率、满载转速、中心高、轴伸尺寸、键连接尺寸等。设计传动装置时，一般按实际需要的电动机输出功率P计算，转速则取满载转速n。根据轴承厂资料，并通过计算得出了所需电动机的功率和转速，综合考虑电动机和传动位置尺寸、质量以及带传动、曲柄连杆的传动比，最终选定的电动机型号为YS6324。电动机的外廓装配图如图2.7所示计算总传动比并分配传动比。电动机选定后，根据电动机图 2.7 电动机装配图的满载转速n和工作机构主动轴的转速n，即可求得传动装置的总传动比i=n/n 在多级传动过程中，传动装置的总传动比i又是各级串联传动机构传动比的连乘积，应为：i= i*i*i.i计算出总传动比后，要合理的选择和分配各级传动比，这是一个重要的问题，它将直接影响到传动装置的外廓尺寸、质量、润滑、成本等方面，必须认真对待。具体分配传动比需要考虑以下方面：（1）各级传动比不应超过其传动比的最大值，应尽量在推荐范围内选取。（2）使设计的传动装置具有最小的外廓尺寸。（3）传动装置的时机总传动比与原先设定的值（i= n/n）可能有误差，设计时应使其限制在所允许的误差范围内。计算传动装置的运动和动力参数设计计算传动件时，需要知道各轴的转速、转矩和功率。一般按由电动机至工作机构之间的传递路线推算各轴的运动（转速）和动力参数（转矩和功率）。2关于电动机与振荡主轴上的带传动（1）应注意带轮尺寸与油石架振荡机构的外廓尺寸及安装尺寸的关系。（2）带轮的结构形式只要取决于带轮直径大小，其具体结构及尺寸可查教材或设计手册。大带轮轴孔的直径和长度应与振荡机构输入轴轴端处的尺寸相适应；带轮轮毂的长度L与轮缘宽度可以不同，一般轮毂长度L按轴孔的直径d确定，取L=（1.5-2）d，而轮缘宽度则取决于传动带的型号和根数。图2.8 带传动（3）求出带的初拉力，以便安装时检查，依据具体条件考虑张紧方案，了解其对振荡机构结构的影响。（4）带轮直径确定以后，验算实际传动比和计算大带轮的转速，并修正减速器的传动比和输入转矩。 3摆动机构传动方式的选择第一节中已经详细的介绍了多种传动方式的优点与不足之处，在综合研究了各种传动机构，进一步探讨和吸取指导老师以及工程师的意见之后，我对3MZ318轴承超精机油石架振荡机构做出了如下选择，最终拟定了曲柄连杆传动方案，确定其为3MZ318轴承超精机油石架振荡机构的传动机构。即最终选定的是曲柄连杆机构。油石摆动曲柄连杆机构的特点：（1）采用内置式曲柄连杆机构传动，完全消除了滑动摩擦部位，经久耐用。（2）油石起落油缸采用内置式，与外悬式比较，结构紧凑美观，耐用、摆动惯量小，高频摆动平稳。（3）润滑油自动保持油石，不需检查、添加。（4）油石起落点可以从外部调整，方便使用。图2.9 振荡机构传动曲柄连杆振荡机构的工作原理与过程：本机构功能是使油石产生摆动及起落，同时保证摆动轴线上下、前后位置，摆动幅度、摆频、油石起落点位置的可调。对外圈机还有滚石进出套圈之动作。摆动轴通过两个无内圈滚针轴承装在摆动壳上。由两个压力轴承通过弹簧自动轴向予紧。摆动头通过开缝螺纹旋于摆动轴前端，以螺钉夹紧锁住。摆动头前面有二个凸块。其内孔中装有轴承，起落背通过小轴与轴承连接，可绕其转动。起落背外端连接有起落中体、再外端连有油石架，油石架的另端开有方孔，孔中油石由压紧螺钉，通过油石压板压紧，对内圈机没有起落中体，油石架直接与起落背相连。起落架与摆动头面由弹簧拉紧，无液压时处于升起状态，摆动头下部孔中装有心轴，钢丝绳穿过其中。由螺栓顶紧，摆动壳后端固定有油缸及活塞，钢丝绳通过压力轴承穿过活塞内孔中，其焊接体与压力轴承靠紧。限位盘通过绝缘垫、套与下限调整螺母相连。在液压作用下，活塞外移，通过钢丝绳使油石压下，当活塞行到与限位盘接触时，即为下压止点位置。此时，接线环接铁导通，使循环自停并报警，该位置通过螺纹调整，摆动轴中部固定有摆背，由连杆通过轴承与曲柄轴相连。曲柄轴与固定在驱动轴轴上的曲柄体相连。通过丝杆可调整曲柄轴与驱动轴的偏心量，即改变摆动幅度。摆动壳通过十字交叉滚动导轨与升降座相连，对外圈机，以进退油缸保证摆动轴线的前后位置。通过活塞杆两个螺母调整，对内圈机，不存在进退油缸，直接用螺杆调整，升降座通过燕尾与固定在主轴侧面的导向板相连，通过丝杆可调整摆动中信上下位置。驱动轴装于轴承壳内，由变频电动机通过多楔带，使其转动。12金陵科技学院学士学位论文第三章振荡机构的设计3 振荡机构的设计3.1轴的设计轴的结构设计与设计计算均按教材所述，现就轴的结构设计，结合振荡机构实际情况，再做深入一步的分析。轴的结构设计包括确定轴的形状、轴的径向尺寸和轴向尺寸。轴的尺寸是在初估轴径d技术上进行的。1轴的形状的确定设计时既要满足强度要求，也要保证轴上零件的定位和固定，便于装配，并有良好的工艺性。所以轴一般做成阶梯形。2轴的轴径向尺寸（直径）的确定阶梯轴径向尺寸是根据上零件的受力状况、安装、固定及对轴表面粗糙度、加工精度等要求而定的。一般把轴做成中部大、两端小的阶梯状结构，其径向尺寸的变化应考虑以下因素15。（1）定位轴肩的尺寸轴肩高度h应比零件孔的倒角C或圆角半径r大2-3mm，轴肩的圆角半径图3.1 传动主轴r应小于零件孔的倒角C或圆角半径r。装滚动轴承的定位轴肩尺寸应查轴承标准中的有关安装尺寸。（2）非定位轴肩的尺寸非定位轴肩的变化尺寸其直径变化处应变化量较小，一般可取0.5-3mm（3）有配合处的轴径为便于装配和避免应力集中，有配合的轴段直径变化处常做成引导锥。（4）轴颈尺寸初选滚动轴承的类型和尺寸，则与之相配合的轴径尺寸即被确定下来。同一轴上应尽量选取同一型号的轴承。（5）加工工艺的要求当轴段需磨削时，应在相应轴段留出砂轮越程槽；当轴段需切制螺纹时，应留出螺纹退刀槽。（6）与轴上零件相配合的轴段直径应尽量取标准直径系列值。3阶梯轴轴向尺寸（各段长度）的确定阶梯轴轴向尺寸是跟根据轴上零件的位置、配合长度及支承结构等要求而定的。确定时应考虑以下几点：（1）保证传动件在轴上固定可靠为使传动件在轴上固定可靠，应使轮毂的宽度略大于与之配合轮段的长度，以使其他零件顶住轮毂，而不是定在轴肩上。一般取轮毂宽度与轴段长度之差=1-2mm。当周向连接用平键之时，键应较配合长度稍短，并应布置在向装入传动件一侧，以便于装配。（2）轴承的位置应适当轴承的内侧至箱体的内壁应留有一定间距，其大小取决于轴承的润滑方式。采用脂润滑时，采用间距较大，以便放置挡油环，防止润滑油溅入而带走润滑脂。若采用油润滑，一般所留间距为3-5mm。为了提高轴的强度和刚度，应尽量缩短轴承与传动件间的距离。一般取两轴承支跨距l=(2-3)l,且l不宜太小。（3）应便于零件的拆卸当轴上零件靠的很近时，不利于零件的拆卸，需要适当增加有关轴段的轴向尺寸。轴伸出箱体外的长度与箱外零件及固定端盖螺钉的装拆有关。如果轴伸出箱体外的长度过小，端盖螺钉和箱体外传动件的装拆均不方便。轴承盖至箱外传动间的距离应大于15-20mm9。最后，着重地指出以下几点：（1）轴的结构没有标准结构。只能通过类比法初定结构。轴的设计是边画、边画、边修改的（即为三边设计法）交错地进行的设计过程，逐步使设计完善。对于剖分式箱体轴在箱体轴承中的轴向尺寸决定于轴承孔的长度，而轴承孔的长度则取决于轴承宽度，及轴承旁连接螺栓的扳手空间尺寸。L=+C+C+（510）mm。C、C为扳手空间所决定的尺寸。为箱座壁厚。根据上述轴的径向尺寸确定，即可初步选出轴承型号和具体尺寸。在一根轴上的轴承一般都取一种型号，使轴承座孔尺寸相同，可一次镗孔，保证精度。（2）一般情况下，先按扭转强度条件求出轴段直径d，然后结合传动件的孔径、减速器内壁至传动件端面的间隙等，作为轴的初选结构，确定轴承轴向位置及支点距离。（3）齿轮或蜗杆蜗轮的啮合作用力，即圆周力、径向力、轴向力均影响支承反力。图3.2 传动主轴3.2 摆动机构的设计3MZ318轴承超精机油石架振荡机构摆动机构的设计，因为考虑到需要对摆动角度的调整，所以在摆动架上需设置一个摆动补偿机构。因为该机构是将圆周运动转换为直线上的往返运动，即振荡。我们在前面已经确定了它的传动机构为内置式的曲柄连杆机构，故我们在轴上方用键连接安装了一个旋转盘机构，一下简称选装机构。它是圆柱外形，内部被挖方块状滑移轨道。关于摆动补偿机构我采取的是在连杆与轴连接处即滑移轨道上安装一个摆幅调整螺杆。摆幅调整螺杆将被定位轴上旋转机构的轮廓外围，我们需要在轴上安装一个旋转机构，然后在内部挖一个长方体的槽，再将摆动杆连接在旋转机制上方，通过摆幅调整螺杆以及连接在摆幅调整螺杆上的轴连接摆动轴以及与轴通过键连接的旋转机制。摆幅调整螺杆的具体安装方式如上图所示，放摆头向左方移动时，油石架的摆幅将会增加；向右移动时，则相应的摆幅会减小。通过摆幅调整螺杆，我们可以自由方便的补偿摆幅大小，为适应3MZ318轴承超精机油石架振荡机构的工作环境，并使补偿机构更加方便易于使用，我们将让摆幅调整螺杆的工作位置在0-40度之间转换。这样通过摆幅调整螺杆就方便的解决了关于3MZ318轴承超精机油石架振荡机构的补偿问题。在连杆上方我们会看到一个球面轴承，它是为了实现连杆能在摆头上自由的移动而设计的，综合各方面因素，以人性化，稳定性为工作机构目标的前提下，我最终确定该球面轴承的尺寸有1201（GB281），具体机构见上图所示。在该摆动机构有房就连接着摆动杆，在摆动杆的另一边则连接着振荡机构的关键部分，即将圆周运动转换为往返运动的摆动部分，它的连接方式较轴边稍微简单，类似于轴上，旋转机制的上部。只不过安装方向相反而已。它的内部依旧是一个球面轴承，通过一根轴与下方的振荡连杆相连。通过振荡连杆将振荡运动传递给油石夹摆动头机构。具体构造，见右图所示。摆动轴通过两个无内圈滚针轴承支承在摆动壳上，由两个压力轴承通过弹簧自动轴向予紧。摆动头用过开缝螺纹旋于摆动轴前端。以螺钉夹紧锁住。摆动头前面有两个凸块，其内孔装有轴承，起落背通过小轴与轴承连接，可绕其转动。起落背外端连接有起落中体，在外端连有油石架，油石架的另一端开有方孔，空中油石由压紧螺钉，通过油石压板压紧。对3MZ318内圈机则没有起落中体。油石直接与起落背相连。起落背与摆动头间由弹簧拉紧，无液压时处于升起状态，摆动头下部孔中装有心轴，钢丝绳通过压力轴承穿过活塞内孔中，其焊接体与压力轴承靠紧。限位盘通过绝缘垫、套与下限调整螺母相连。在液压作用时，活塞外移，通过钢丝绳使油石压下。当活塞行道与限位盘接触时，即为下压止点位置，此时接线换接铁导通，使循环自停并报警，该位置通过螺纹调整，摆动轴中部固定有摆背，由连杆通过轴承与曲柄轴相连。曲柄轴与固定在驱动轴轴上的曲柄体相连。通过丝杆可调整曲柄轴与驱动轴的偏心距，即改变摆动幅度，上文已作详细解释。摆动壳通过十字交叉架滚动导轨与升降座相连，对外圈机，以进退油缸摆动轴线的前后位置，通过活塞杆两个螺母调整。而对3MZ318内圈机则不存在进退油缸，直接用螺杆调整。升降座通过燕尾与固定在主轴侧图3.3摆动机构实样图面的导向板相连，通过丝杆可调整摆动中心上下位置。这边还有一张轴承厂的实件图，是打开后的原密封曲柄连杆振荡传动机构图，清晰度不高，仅可做参考。该装置因采用密封机构。内置式曲柄连杆机构传动，完全消除了滑动摩擦部位，经久耐用。具体图片见上。油石起落油缸采用内置式，与外悬式比较，结构紧凑美观，耐用，摆动惯量小，高频摆动平稳。采用柔性牵拉的油石起落传力结构，取消了加工装配难度大，易于磨损，损坏的中心推杆、连接板、销、套等易损件。图3.4 振荡机构4金陵科技学院学士学位论文第四章油石夹补偿机构4油石夹补偿机构3MZ318轴承超精机在工作过程中随着油石的不断磨损，如果不进行自动补偿的话，油石与所要加工工件表面间的压力逐渐减小，使加工效率降低，影响加工质量。故3MZ318轴承超精机的油石夹需要一个能够自动补偿的机构，在这里我采用了液压系统作为自动补偿的主动机构。该机构延续了原3MZ318轴承超精机油石夹补偿机构采用液压的特点。4.1油石夹的设计油石夹是工件精研加工过程中不可缺少的主要执行部件，种类繁多。使用同一精研机床加T不同范围的产品时，主要差异就在探出端的油石装卡部分，不同工件的加工，油石块的大小、形状和方位等都有差异。工作中，油石夹类似于探出的人的手臂，使油石对工件进行精研加工。在加工过程中，油石夹方孔的加工主要是在线切割工序中完成的，线切割可以保证油石夹的方孔形状和定位。但由于每次装夹油石夹胚件进行加工时，需要重复进行装夹和找正，单次的加工使数控线切割机床的利用效率降低，耗电成本高，加工油石夹的效率低下，人工成本和机床成本偏高。需要在生产实践中设计一个好方法去提高油石夹的加工效率。油石夹在加工中要保证油石方孔及旋转主轴的轴心位置A和工件对称轴的对称要求。以往加工中，方孔与对称轴线的位置易发生平移偏移，位置A也不好控制，误差较大。数控线切割机的钼丝在Z轴方向上的有效加工长度为200mm，而每一个油石夹的实际加工厚度只有7arm，整体厚度也只有20arm。在保证加工位置精度和工件定位的前提下，将油石夹叠放起来后一起加工，可以充分利用钼丝的有效加工长度，并提高油石夹的加工效率。由于主轴孑L和传动轴孔都为尺寸标准化的孔，很容易加工两个销轴，将主轴孔和传动轴轧穿起定位。工装设计时，将一块有一定厚度的平行差较好的钢板固定在线切割机床的加工台面上，在x方向上加工出两个直径尺寸分别同旋转主轴尺寸和传动轴尺寸相同的孔，并保证两孔的位置同油石夹相同，将穿好的油石夹的两轴放入钢板上的两个孔后，将机床坐标移到相应的穿丝孔位置坐标后，便可以加工方孔了。由于数控机床的自身坐标加工的精度很高，平移到加工位置后，可以保证油石夹对称和位置两项条件。这样就实现了用机床精度去保证加工精度这一原则。加工中需要注意的问题 (1)要保证上序流动下来的待加1油石夹的两个轴孔相对位置和尺寸精确。 (2)在钢板上加工孔和选用销轴时，要注意和油石夹工件彼此间的互换性公差，选用过渡配合。 (3)线切割机的钼丝要进行垂直度检测，以保证钢板加工的孔垂直度合格，进而保证销轴装卡垂直。 (4)销轴选用时，注意总长度，使穿丝方便，并且防止和钼丝有效长度相冲突。该工装设计定位简单，能较容易实现机床原点、加工原点、程序原点三点重合，降低单件产品电耗和加工总时间；同时可以使操作者劳动强度降低，减少人为装卸时产生的误差，降低单件产品的人工成本。综上所述，该lT装设计确实能够提高效率，保证加丁精度，降低加工成本，提高油石夹方孔加工效率。以上是关于3MZ318轴承超精机油石夹的加工方案，它的设计作用和结构形态以及根本功能如下。3MZ318是轴承内圈超精机，故它的油石夹是一根方形柱状体，它一端连接着摆动头的起落背，另一端开有方孔，方孔用来夹放油石，油石夹存在孔端有一个压紧螺钉从夹端通入孔中，用以压紧油石。由摆动头之加工工件加工位置处，通用油石本身的尺寸以及油石夹端需要用以压紧螺钉的补偿长度。油石夹的具体图样如图4.1.1所示：在图4.1.1中最右边的螺钉是油石夹紧螺钉，用来夹紧工作油石，使油石紧贴加工工件表面，进行研磨加工。在油石夹紧螺钉的左侧有一个方孔，此为油石夹工件的夹体部分，工作时，油石以适当长度插入此孔，使油石紧贴工件的同时，用油石夹紧螺钉进行补偿，防止油石松懈，影响加工效果，加工质量。其余部分为油石夹的夹体，它的左侧（图上），在加工机构上连接这起落背，通过起落背连接摆动头，起落背与钢丝绳相连，钢丝绳与液压活塞想连，用此机构控制油石夹进行自动补偿。工作时，油石夹会随着摆动头左右振荡，对加工工件进行研磨加工。除了与起落背相连外，油石夹还通过弹簧与摆动头相连。在加工机构停止工作的时候，液压失去作用，弹簧就会利用弹力自动将油石夹从加工工件表面收回，方便进行对加工工件的检测以及对已用油石的人工调换。图4.1 油石夹4.2摆动头的设计因为摆动头关系到油石夹补偿机构的设计，故稍显复杂。摆动夹安装在油石架壳体靠近加工工件一端，通过摆动头压紧螺钉与油石架振荡机构壳体相连。摆动头中间有一个钢丝绳压紧螺钉，此处的钢丝绳通过油石架振荡机构壳体内部与油石架振荡机构末端液压油缸的活塞相连。摆动头与起落背通过弹簧拉紧，起落背无液压时处于升起状态，摆动头下部孔中装有心轴，钢丝绳通过压力轴承穿过活塞内孔中，其焊接体与压力轴承靠紧。限位盘通过绝缘垫、套与下限调整螺母相连。在液压作用时，活塞外移，通过钢丝绳使油石压下。摆动头具体效果如图4.2.1所示：摆动头具体尺寸如下：摆动头宽度为d=80mm头身总长104mm 摆头固定螺栓内径5mm外径8mm摆动头与振荡机身连接处宽度26mm 图4.2 摆动头钢丝绳压紧螺钉5mm摆动头颈长28mm摆动头与振荡机身连接处长度36mm摆动头中心轴半径7.5mm4.3油石夹液压补偿机构设计油石夹补偿机构的主要组成部分都存在于油石夹震动缸体内部，采取的是内置式油缸机构。具体原理如下：摆动壳后端固定有油缸体及活塞，钢丝绳通过压力轴承穿过活塞内孔中，其焊接体与压力轴承靠紧。限位盘通过绝缘垫、套与下限调整螺母相连。在液压作用下，活塞外移，通过钢丝绳使油石压下。当活塞移到与限位盘接触时，即为下压止点位置。此时，接线环接铁导通，使循环自停并报警，该位置通过螺纹调整，摆动轴中部固定有摆背，由连杆通过轴承与曲柄轴相连，曲柄轴与固定在驱动轴轴上的曲柄体相连。根据以上设

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