最新8齿轮传动3汇总
齿轮公式汇总
齿轮公式汇总
齿轮是机械传动中常见的元件，可以实现不同轴的转动和转速变换。
在齿轮设计和计算中，有很多公式和原理需要了解和掌握。
下面是一些齿轮公式的汇总。
齿轮齿数公式
1. 齿轮齿数公式：z = （πd）/m
其中，z表示齿数，d表示齿轮的标准直径，m表示模数。
2. 齿轮模数公式：m = （πd）/z
其中，m表示模数，d表示齿轮的标准直径，z表示齿数。
齿轮传动比公式
1. 齿轮传动比公式：i = n1/n2 = z2/z1
其中，i表示传动比，n1和n2表示输入轴和输出轴的转速，z1和z2表示齿轮的齿数。
2. 齿轮转速公式：n = v/(πd)
其中，n表示齿轮的转速，v表示线速度，d表示齿轮的标准直径。
齿轮轮廓公式
1. 齿廓高度公式：h = m（1 + cosα）
其中，h表示齿廓高度，m表示模数，α表示压力角。
2. 齿轮齿顶高公式：hf = ha + c
其中，hf表示齿顶高，ha表示齿顶高度系数，c表示公差。
3. 齿轮齿根高公式：hf = hf + c
其中，hf表示齿根高，hf表示齿根高度系数，c表示公差。
齿轮力学公式
1. 齿轮传动功率公式：P = Tn/9550
其中，P表示传动功率，T表示扭矩，n表示转速。
2. 齿轮传动扭矩公式：T = F*r
其中，T表示扭矩，F表示齿轮传递的力，r表示齿轮半径。
以上是一些常用的齿轮公式汇总，希望能够对你有所帮助。
齿轮传动习题集+答案
齿轮传动例1 二级圆柱齿轮减速器，其中一级为直齿轮，另一级为斜齿轮。
试问斜齿轮传动应置于高速级还是低速级？为什么？若为直齿锥齿轮和圆柱齿轮组成减速器，锥齿轮传动应置于高速级还是低速级？为什么？答：在二级圆柱齿轮传动中，斜齿轮传动放在高速级，直齿轮传动放在低速级。
其原因有三点：1）斜齿轮传动工作平稳，在与直齿轮精度等级相同时允许更高的圆周速度，更适于高速。
2）将工作平稳的传动放在高速级，对下级的影响较小。
如将工作不很平稳的直齿轮传动放在高速级，则斜齿轮传动也不会平稳。
3）斜齿轮传动有轴向力，放在高速级轴向力较小，因为高速级的转矩较小。
由锥齿轮和斜齿轮组成的二级减速器，一般应将锥齿轮传动放在高速级。
其原因是：低速级的转矩较大，齿轮的尺寸和模数较大。
当锥齿轮的锥距R 和模数m 大时，加工困难，制造成本提高。
例3 一对闭式直齿圆柱齿轮传动，已知：z 1= 25，z 2 = 75，m = 3 mm ，d φ= 1，小齿轮的转速 n =970 r/min 。
主从动轮的][H σ 1 = 690 MPa ，][H σ 2 = 600 MPa ，载荷系数K = 1.6， 节点区域系数Z H = 2.5，材料弹性系数Z E = 189.8 MPa ，重合度系数εZ =0.9，是按接触疲劳强度，求该齿轮传动传递的功率。
提示：接触疲劳强度校核公式为][ )1(2211H H E H ubd u KT Z Z Z σσε≤+=解：由已知条件：u = z 2 / z 1 = 75/25 = 3d 1 = m z 1 = 3×25 = 75 mm b =φd d 1 = 1×75 = 75 mm因为大齿轮的许用接触应力较低，故按大齿轮计算承载能力：)1(2][21221+⋅⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=u K u bd ZZ Z T E H H εσ )13(6.12375759.08.1895.260022+⨯⨯⨯⨯⋅⎪⎭⎫⎝⎛⨯⨯== 195182 Nmm = 195.182 Nm 齿轮传动所能传递的功率为：=⨯⨯=⋅=30970182.1953011ππn T P 19826 W = 19.826 kW例4图示双级斜齿圆柱齿轮减速器，高速级：mn=2 mm ，z 1=22，z 2 =95，︒=20n α，a =120，齿轮1为右旋；低速级：mn= 3 mm ，z 3 =25，z 4=79，︒=20n α，a =160。
齿轮设计相关知识点汇总
齿轮设计相关知识点汇总齿轮是机械传动中常见的装置，通过相互啮合的齿轮实现转动传递力量和运动。
在齿轮设计的过程中，需要考虑多方面的因素，包括齿轮的类型、几何参数以及材料等。
下面将就齿轮设计的相关知识点进行汇总，并对其进行简单的介绍。
1. 齿轮的类型齿轮根据其啮合方式和结构形式可以分为直齿轮、斜齿轮、蜗杆齿轮、直齿锥轮等多种类型。
其中，直齿轮是最常见的一种类型，其齿轮齿槽与轴线平行；斜齿轮则是齿轮齿槽与轴线有一定夹角。
2. 齿轮的几何参数齿轮的几何参数对于其传动性能起着重要的影响。
常见的几何参数包括齿数、模数、法向厚度、齿距、齿顶高度和齿根高度等。
齿数指的是齿轮上的齿的数量，模数则是齿轮齿廓尺寸的规格参数。
3. 齿轮的传动比齿轮的传动比是指相邻两个齿轮的转速比。
在设计齿轮传动系统时，传动比需要根据所需的转速和力矩进行匹配。
可以通过改变齿轮的齿数或使用连续啮合齿轮传动来实现不同的传动比。
4. 齿轮的啮合角齿轮的啮合角是指啮合齿轮的相对轴线间的位置角度，对于传动的平稳性和传力能力有重要影响。
一般来说，较小的啮合角会使传动的平稳性更好。
5. 齿轮的材料选择齿轮的材料选择需要考虑到所需的强度、韧性和耐磨性等因素。
常见的材料包括钢、铸铁、黄铜和塑料等。
不同材料的特性决定了其适用领域和工作条件。
6. 齿轮的渐开线齿型渐开线齿轮是一种常用的齿轮齿型，其齿廓曲线在齿槽方向上逐渐变化，使得啮合过程中的载荷分布更加均匀，减小了啮合冲击和噪声。
渐开线齿轮设计中需要考虑到齿数、压力角以及渐开线系数等因素。
7. 齿轮的润滑齿轮传动在工作过程中需要进行充分的润滑以减小摩擦和磨损。
常用的润滑方式包括油润滑和润滑脂润滑。
润滑脂润滑适用于中小型齿轮传动，而油润滑适用于大型齿轮传动。
8. 齿轮的受力分析齿轮在传动时会承受一定的载荷，因此需要进行受力分析以确保其强度与刚度满足要求。
受力分析可以通过有限元方法和解析方法进行。
综上所述，齿轮设计是机械传动中一项重要的工作。
8-齿轮传动-2
• 一对渐开线直齿圆柱齿轮啮合时，齿廓曲面的接触线是与
轴平行的直线。
• 啮合情况是沿着整个齿宽突然同时进入啮合和退出啮合，
• 传动平稳性差，冲击和噪声大。
2020/5/3
第八章 齿轮传动
24
① 渐开线直齿圆柱齿轮齿面的形成
k
渐开线形成2
k0
N' k'
k'0
当发生面沿基圆柱作纯滚动时， 若平行于齿轮的轴线的直线kk’在空间 的轨迹为直齿圆柱齿轮的齿面。
2020/5/3
第八章 齿轮传动
28
二、斜齿圆柱齿轮的基本参数和几何尺寸的计算
(一) 基本参数
1. 螺旋角：
• 斜齿圆柱齿轮的各圆柱面上的螺旋角 不同
• 通常指分度圆上的螺旋角，用β表示
2. 齿距和模数
① 斜齿圆柱齿轮有法面和端面之分
• 法面:与分度圆柱螺旋线垂直的平面， 参数mn、n、han*、cn* ，法面参数 为标准值。
▪ 第八节 斜齿圆柱齿轮传动 ▪ 第九节 齿轮传动的失效形式和材料 ▪ 第十节 圆柱齿轮传动的强度计算 ▪ 第十一节 圆锥齿轮传动 ▪ 第十二节 蜗杆传动 ▪ 第十三节 轮系 ▪ 第十四章 齿轮传动精度 ▪ 第十五章 齿轮传动的空间 ▪ 第十六章 齿轮传动链的设计
2020/5/3
第八章 齿轮传动
3
第七节 变位齿轮
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第八章 齿轮传动
5
二、变位齿轮及其特点
2. 与标准齿轮相比，变位齿轮的特点
① 两者截取的渐开线区段不同。各区段渐开线的曲率半径 不同，可利用变位的方法改善齿轮传动质量。
② 标准齿轮分度圆齿厚s=齿槽宽e；正变位齿轮s>e，负变 位齿轮s<e。
第8章 圆柱齿轮传动
机械设计 Machine design 机械设计 Machine design
渐开线圆柱齿轮齿面接触强度计算
齿面接触强度条件式：
H Z H Z E Z Z
K A K V K Hβ K Hα Ft u 1 bd1 u
HP
H limZ NT Z L Z V Z R Z W Z X
机械设计 Machine design 机械设计 Machine design
齿轮的材料及热处理
一、对齿轮材料性能的要求 齿轮的齿体应有较高的抗折断能力，齿面应有较强的抗点蚀、抗磨损和较高 的抗胶合能力，即要求：齿面硬、芯部韧。 二、常用的齿轮材料 钢：许多钢材经适当的热处理或表面处理，可以成为常用的齿轮材料； 铸铁：常作为低速、轻载、不太重要的场合的齿轮材料； 非金属材料：适用于高速、轻载、且要求降低噪声的场合。 三、齿轮材料选用的基本原则
齿轮传动是机械传动中最重要的传动之一，其应用范围十分广泛，型式 多样，传递功率从很小到很大（可高达数万千瓦）。
一、齿轮传动的主要特点： 传动效率高 可达99％。在常用的机械传动中，齿轮传动的效率为最高； 结构紧凑 与带传动、链传动相比，在同样的使用条件下，齿轮传动所需 的空间一般较小；
与各类传动相比，齿轮传动工作可靠，寿命长； 传动比稳定 无论是平均值还是瞬时值。这也是齿轮传动获得广泛应用的 原因之一；
对于斜齿圆柱齿轮而言，其主要参数有：模数m、齿数z、螺旋角β以及压力角a、 齿高系数h*a、径向间隙系数c*。
机械设计 Machine design 机械设计 Machine design
齿轮传动的失效形式及设计准则
一、齿轮的主要失效形式
齿轮传动的失效主要是指轮齿的失效，其失效形式是多种多样的。常见的失效 形式有：
2024年机械设计基础课件齿轮传动
机械设计基础课件齿轮传动机械设计基础课件：齿轮传动1.引言齿轮传动是机械设计中的一种基本传动方式，广泛应用于各种机械设备的运动和动力传递。
齿轮传动具有结构简单、传动效率高、可靠性好、寿命长等优点，因此在工业生产和日常生活中得到广泛应用。
本课件将介绍齿轮传动的基本原理、分类、设计方法和应用。
2.齿轮传动的基本原理齿轮传动是利用齿轮副的啮合来传递动力和运动的一种传动方式。
齿轮副由两个或多个齿轮组成，其中主动齿轮通过旋转驱动从动齿轮，从而实现动力和运动的传递。
齿轮副的啮合是通过齿轮齿廓的接触来实现的，齿廓的形状和尺寸决定了齿轮传动的性能和精度。
3.齿轮传动的分类齿轮传动根据齿轮的形状和布置方式可分为直齿圆柱齿轮传动、斜齿圆柱齿轮传动、直齿圆锥齿轮传动和蜗轮蜗杆传动等。
直齿圆柱齿轮传动是应用最广泛的一种齿轮传动方式，具有结构简单、制造容易、精度高等优点。
斜齿圆柱齿轮传动具有传动平稳、噪声低、承载能力强等优点，适用于高速和重载的传动场合。
直齿圆锥齿轮传动适用于空间狭小和角度传动的场合。
蜗轮蜗杆传动具有大传动比、自锁性和精度高等特点，适用于低速、大扭矩的传动场合。
4.齿轮传动的设计方法齿轮传动的设计主要包括齿轮的几何设计、强度设计和精度设计。
齿轮的几何设计是根据传动比、工作条件、材料等因素确定齿轮的齿数、模数、压力角等参数。
强度设计是保证齿轮传动在规定的工作条件下具有足够的承载能力和寿命，主要包括齿面接触强度和齿根弯曲强度的计算。
精度设计是保证齿轮传动的精度和运动平稳性，主要包括齿轮的加工精度和装配精度的控制。
5.齿轮传动的应用齿轮传动在工业生产和日常生活中得到广泛应用。
在机床、汽车、船舶、飞机等机械设备中，齿轮传动用于传递动力和运动，实现各种复杂的运动轨迹和速度变化。
在风力发电、水力发电等能源领域，齿轮传动用于传递高速旋转的动力，实现能源的转换和利用。
在、自动化设备等高科技领域，齿轮传动用于实现精确的运动控制和动力传递，提高设备的性能和效率。
机械基础(第五版)习题册最新版
机械基础(第五版)习题册第四章齿轮传动§4-1 齿轮传动的类型及应用§4-2 渐开线齿廓1、齿轮传动是利用主动轮、从动轮之间轮齿的啮合来传递运动和动力的。
2、齿轮传动与带传动、链传动、摩擦传动相比，具有功率范围宽，传动效率高，传动比恒定，使用寿命长等一系列特点，所以应用广泛。
3、齿轮传动的传动比是指主动轮与从动轮转速之比，与齿数成反比，用公式表示为i12=n1/n2=z2/z1 。
4、齿轮传动获得广泛应用的原因是能保证瞬时传动比恒定，工作可靠性高，传递运动准确等。
5、按轮齿的方向分类，齿轮可分为直齿圆柱齿轮传动、斜齿圆柱齿轮传动和认字齿圆柱齿轮传动。
6、渐开线的形状取决于基圆的大小。
7、形成渐开线的圆称为基圆。
8、一对渐开线齿轮啮合传动时，两轮啮合点的运动轨迹线称为啮合线。
9、以两齿轮传动中心为圆心，通过节点所作的圆称为节圆。
10、在机械传动中，为保证齿轮传动平稳，齿轮齿廓通常采用渐开线。
11、以同一基圆上产生的两条反向渐开线作齿廓的齿轮称为渐开线齿轮。
12、在一对齿轮传动中，两齿轮中心距稍有变化，其瞬时传动比仍能保持不变，这种性质称为传动的可分离性。
§4-3 渐开线标准直齿圆柱齿轮的基本参数和几何尺寸计算1、齿数相同的齿轮，模数越大，齿轮尺寸越大，轮齿承载能力越强。
2、渐开线齿廓上各点的齿形角不相等，离基圆越远的齿形角越大，基圆上的齿形角等于零度。
3、国家标准规定，渐开线圆柱齿轮分度圆上的齿形角等于200。
4、国家标准规定，正常齿的齿顶高系数ha*=1 。
5、模数已经标准化，在标准模数系列表中选取模数时，应优先采用第一系列的模数。
6、直齿圆柱齿轮的正确啮合条件是：两齿轮的模数必须相等；两齿轮分度圆上的齿轮角必须相等。
7、为了保证齿轮传动的连续性，必须在前一对轮齿尚未结束啮合时，使后继的一对轮齿已进入啮合状态。
§4-4 其他齿轮传动简介1、斜齿圆柱齿轮比直齿圆柱齿轮承载能力强，传动平稳性好，工作寿命长。
齿轮啮合传动汇总
1 O2 P r '2 rb 2 i12 C 2 O1P r '1 rb1
O1
a
r’1
1
rb1 N1
C１
C２
P
C１
C２
N2
2 rb2 r’2
N2
2 rb2
r’2
O2
O2
人有了知识，就会具备各种分析能力， 明辨是非的能力。 所以我们要勤恳读书，广泛阅读， 古人说“书中ห้องสมุดไป่ตู้有黄金屋。 ”通过阅读科技书籍，我们能丰富知识， 培养逻辑思维能力； 通过阅读文学作品，我们能提高文学鉴赏水平， 培养文学情趣； 通过阅读报刊，我们能增长见识，扩大自己的知识面。 有许多书籍还能培养我们的道德情操， 给我们巨大的精神力量， 鼓舞我们前进。
O1
1
N1
• 标准齿轮标准安装时： a' a • 即r’1 = r1 r’ 2 = r2 • 节圆与分度圆重合，此时啮合 角等于压力角，a’ =a
a’=a
N2
c *m
2
O2
机械设计基础——齿轮机构及其设计
二、渐开线齿轮的可分性
• 中心距变化不影响传动比
O1 r’1 1 rb1 K P N1 K
2 2
2
机械设计基础 ——齿轮传动
三、无侧隙啮合条件 ——标准中心距
• 标准齿轮：m, a, ha*，c*等于标准数值, s = e = pm/2
• 标准齿轮标准安装：无侧隙、标准顶隙 • 标准中心距：
a ra1 c rf 2 r1 r2 m( z1 z2 ) / 2
a' r1 ' r2 '
P K
rb2 a’
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T1 — 小齿轮上的转矩 ;
d m 1 — 小齿轮上的平均分度圆
直径 .
3. 方向：
d m1
(1
0 .5
b R
)d1
• 圆周力Ft的方向，主动轮上与转动方向相反，在从动轮上与其转动 方向相同
• 径向力Fr指向轴心，轴向力指向大端
• Fr1=-Fa2, Fa1=-Fr2
2021/4/13
第八章 齿轮传动
12
六、直齿圆锥齿轮传动的强度计算
(一) 齿面接触疲劳强度 计算
H ZHZEZ 式中代入
2T v1K K V
0 . 85
d
2 v1
b
uv 1 uv
[
H]
• 将当量齿轮的参数代入 （8－36），
d v1
d m1 cos 1
1
d m1 tan 2 1 1
d m1
u2 1 u
• 考虑到直齿圆锥齿轮的 实际承载能力只有直齿
动。
H ZHZEZ
2T1K K V
0 . 85
d
3 m
1
d
u2 1 u
[
H]
( 8 51 )
2021/4/13
d m 1
K d3
T1K 0 . 85 d H
2
第八章 齿轮传动
u2 1 u
( 8 52 )
13
六、直齿圆锥齿轮传动的强度计算
(二) 齿根弯曲疲劳强度计算
1. 直齿圆锥齿轮弯曲疲劳强度计算
k'
k
k'0 N'
N
k0
O
(a) 2021/4/13
第八章 齿轮传动
(b)
4
二、直齿圆锥齿轮的理论齿廓
▪ (二) 背锥
• 问题：
▪ 圆锥齿轮的齿廓曲线在理论上 是球面曲线。不能展成平面， 给设计和制造带来困难。
• 解决
▪ 实际使用的圆锥齿轮齿廓不是 球面渐开线，而用近似平面曲 线－背锥齿廓代替。
▪ 辅助圆锥或背锥的形成
▪ 借助于直齿圆柱齿轮弯曲疲劳强度计算公式（8－43） ▪ 将m换为mm，同时分母乘以0.85。
F
YF
2T1K KV 0.85 d m1bmm
F
mm — 直齿圆锥齿轮平均模数
F — 许用弯曲应力
YF — 齿形系数
2021/4/13
第八章 齿轮传动
14
六、直齿圆锥齿轮传动的强度计算
2021/4/13
第八章 齿轮传动
6
二、直齿圆锥齿轮的理论齿廓
3. 当量齿数
• 对于标准齿轮或高度变位齿
轮传动，节圆锥与分度圆锥
重合，所以
o'2
r v1
cos
r1
1
,
r
v2
r 2 cos 2
r'2
o2
r'v2
r1
r1
mz 2
1
,
r 2
r2
mz 2 2
r v1
rv1
mz 2
v1
,
r v2
2021/4/13
图8－50
第八章 齿轮传动
10
五、直齿圆锥齿轮传动的受力分析
2.
小圆锥齿轮各分力为
Ft1
2T1 d m1
F r1 F ' cos 1 F t tan cos 1
Fa1
F
' sin
1
Ft
tan
sin
1
Fn1
Ft cos
2T1 d m 1 cos
(8 50 )
▪ 背锥齿形近似代替球面齿形
▪ 当量齿轮
2
12
r
v2
v1
图8－47
2021/4/13
第八章 齿轮传动
5
二、直齿圆锥齿轮的理论齿廓
(三) 当量齿数
1. 大端的背锥：与球面 相切于大端分度圆处 的圆锥
2. 定义：背锥展开成扇 形齿轮，假想将扇形 齿轮补全为完整的圆 形齿轮，此即为当量 齿轮，其齿数称为当 量齿数zv。
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第八章 齿轮传动
3
二、直齿圆锥齿轮的理论齿廓、背锥和当量齿数
(一) 理论齿廓
▪ 球面渐开线的形成
▪ 与基圆锥相切于NO’，且半径R等于基圆锥的锥距的扇形平面沿基圆
锥作相切纯滚动时，该平面上一点K在空间形成o一' 条球面渐开线，
▪ 半径逐渐减小的o一' 系列球面渐开线的集合，就组成了球面渐开面。
11
六、直齿圆锥齿轮传动的强度计算
▪ 将一对直齿圆锥齿轮传动转化为一对当量直 齿圆柱齿轮传动进行强度计算
▪ 假定：用圆锥齿轮齿宽中点处的当量齿轮代 替圆锥齿轮
• 分度圆半径＝齿宽中点处的背锥母线长 • 模数＝齿宽中点处的平均模数mm • 法向力＝齿宽中点处的合力Fn
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第八章 齿轮传动
T v1
F t1
d v1 2
F t1
d m1 2 cos 1
T1 cos 1
T1
u2 1 u
圆柱齿轮的85％，得
uv
Z v2 Z v1
z2 z1
cos cos
2 1
z 2 cos z 1 cos
1 2
u tan
2 u2
▪ 系数ZH、ZE、Kd的意义 b d d m
和选取方法同圆柱齿轮传
d2 2
R sin 2
（二 i）12 几rr12 何 ss尺iinn 寸12 tan 2 u
(8 49)
• 直齿圆锥齿轮传动的几何尺寸 计算以大端为准，列于表8－13。
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第八章 齿轮传动
9
五、直齿圆锥齿轮传动的受力分析
1. 假设
• 法向力Fn作用在齿宽中部的节点上。 • Fn分解为3个互相垂直的分力，即圆周力Ft、径向力Fr，和轴向力Fa。
第八章 齿轮传动
2
第十一节 圆锥齿轮传动
▪ 一、圆锥齿轮转动的应用和特点
1. 用来传递两相交轴之间的运动和转矩。 2. 取圆锥齿轮的大端参数为标准值 3. 圆锥齿轮的轮齿：直齿、斜齿、曲线齿，两轴
相交多采用90°。 4. 与圆柱齿轮相比，制造误差较大，工作时易产
生振动和噪声，不适宜精密传动和速度很高的 场合。
rv 2
mz v 2 2
1 1 , 2 2
z v1
z1 cos 1
zv2
z cos
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2
2
( 8 48 )
p2
p r'v1
'2
o '1
o1 r'1
p1 第八章1齿、轮传动2为分度圆锥角
o'1
7
三、正确啮合条件
1. 直齿圆锥齿轮的正确啮合
条件：两当量齿轮的模数
和压力角分别相等，也就 是两圆锥齿轮的大端模数 01
和压力角分别相等。
m1m2 m
r'1
p
12
• 式中m,为大端上的模数和 压力角，标准值。
'1
O
r'2
02
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第八章 齿轮传动
8
四、传动比和几何尺寸的计算
（一）传动比
i12
1 2
r2 r1
z2 z1
u
1 2 90 r1d1 2来自R sin 1, r2
8齿轮传动3
内容
▪ 第八节 斜齿圆柱齿轮传动 ▪ 第九节 齿轮传动的失效形式和材料 ▪ 第十节 圆柱齿轮传动的强度计算 ▪ 第十一节 圆锥齿轮传动 ▪ 第十二节 蜗杆传动 ▪ 第十三节 轮系 ▪ 第十四章 齿轮传动精度 ▪ 第十五章 齿轮传动的空间 ▪ 第十六章 齿轮传动链的设计
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