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機械設計基礎 機器具有確定的相對運動、完成機械功或轉(zhuǎn)換機械能的組合體 機構(gòu)具有確定的相對運動組合體，是機器所共有的組成部分 構(gòu)件運動的單元 零件制造的單元 第二章 平面連桿機構(gòu) §2-1鉸鏈四桿機構(gòu)的基本型式 p.20 （二）曲柄搖桿機構(gòu)的主要特性 P.21 一.急回運動: 二. 死點位置 p.22第6 從動件與連桿共線→卡死 三、壓力角和傳動角 p.22倒6， 圖2-7 1.壓力角α－ §2-2 鉸鏈四桿機構(gòu)有整轉(zhuǎn)副的條件 P.25 －取決于機構(gòu)各桿的相對長度和機架的選擇 二.曲柄存在條件：（轉(zhuǎn)動副為整轉(zhuǎn)副） 1.曲柄存在條件: §２－３鉸鏈四桿機構(gòu)的演變 ｐ.26 鉸鏈四桿機構(gòu)→ 圖2-14 ┌(全)轉(zhuǎn)動副連接 └各桿長不變 一.曲柄滑塊機構(gòu)：ｐ.27 圖2－14c、d 二、導桿機構(gòu) ｐ.26 曲柄滑塊機構(gòu)(曲柄→機架) 導桿機構(gòu) 2-4 平面四桿機構(gòu)的設計 P.30 根據(jù)給定的運動條件→運動簡圖的尺寸參數(shù) 一.按照給定的行程速比 系數(shù)設計四桿機構(gòu): 1.曲柄搖桿機構(gòu): 2.導桿機構(gòu): P.31 已知:機架長L4 ， K 解: 第三章 凸輪機構(gòu) p.38 §3-1 凸輪機構(gòu)的應用和分類型 §3-2 從動件的常用運動規(guī)律 §3-4 圖解法設計凸輪輪廓 §3-1 凸輪機構(gòu)的應用和類型 (二)分類 §3－2從動件的常用運動規(guī)律 p.39 (一)凸輪運動常用術(shù)語：圖3-5 p.40 ( 二 ) 從動件的運動規(guī)律 重點：如何根據(jù)從動件的運動規(guī)律（Ｓ2 與δ1 函數(shù) 關系）作運動線圖→有幾種？特點？ 二、等加速等減速 p.41 圖3-7 每一行程（推程或回程）的前半行程作等加 速運動，后半行程作等減速運動 三. 簡諧運動 p.42 圖3-8 §3-4 圖解法設計凸輪輪廓 p.44 一.直動從動件盤形凸輪輪廓的繪制: 1.尖頂對心直動從動件桿盤形凸輪: 2.滾子(對心直動)從動件: 按尖頂從動件作凸輪輪廓線β0(理論輪廓) 3.平底(對心直動)從動件 圖3-14 p.46 按尖頂從動件作理論輪廓線一系列點A0，A1，A2，.... 三.擺動從動件盤形凸輪 輪廓的繪制: 圖3-15 四.設計凸輪注意事項P.47第12 2.合理選用基圓半徑 作業(yè):設計一尖頂對心直動從動件盤形凸輪輪廓。 已知凸輪作順時針等速轉(zhuǎn)動， 從動件推程作勻加速勻 減速運動， 回程作簡諧運動。已知 : rmin=35mm， h=40mm ，δt=120°， δh=120°，δs′=120° 小結(jié): 1.基本概念: ①術(shù)語:推程，回程，推程(回程)運動角， 遠(近)休止角，升程，基圓，向徑 ②運動線圖 2.基本內(nèi)容:①凸輪，從動件的分類 ②三種運動規(guī)律線圖的繪制 ③對心直動從動件盤形凸輪輪廓的圖解法 第四章 齒 輪 機 構(gòu) 第四章 齒 輪 機 構(gòu) §4-1 齒輪機構(gòu)的特點和類型 p.52 §4-3 漸開線齒廓 (常用齒廓) p.54 §4-4漸開線標準齒輪各部分名稱及基本尺寸 p.54 二. 分度圓及各尺寸關系： p.56 §4-5漸開線標準齒輪的嚙合(§4-2，§4-3.二，§4-5) (一) 齒廓實現(xiàn)定傳動比的條件 (二)漸開線齒廓滿足定角速比要求 p.55 證明: (三)標準中心距 p.58 (四)正確嚙合條件 p.58 (五)重合度及連續(xù)傳動條件 p.59 圖4-9 (六)漸開線齒輪的可分性(傳動的可分離性) §4-6漸開線齒輪的切齒原理 §4-7根切現(xiàn)象， 最少齒數(shù)及變位齒輪 p.62 §4-8平行軸斜齒齒輪機構(gòu) p.65 §4-9圓錐齒輪機構(gòu) p.69 第五章 輪系 第五章 輪系 §5-1輪系的類型 p.74 (二)分類: §5-2 定軸輪系及其傳動比 P.74 結(jié)論 (二)傳動方向: 箭頭規(guī)則: 例5-1: (圖5-4)已知Z1=16 ，Z2=32， Z2′=20， Z3=40， Z3′=2(右)，Z4=40，若n1=800r/min， 求蝸輪的轉(zhuǎn)速n4 及各輪的轉(zhuǎn)向。 §5-3周轉(zhuǎn)輪系及其傳動比 p.76 (一)周轉(zhuǎn)輪系的組成: (二)周轉(zhuǎn)輪系傳動比的計算(基本～) p.77 →不能直接用定軸輪系的計算方法 一般計算式: §5-4復合輪系及其傳動比 P.79 §5-5輪系的應用 P.80 §6-1 棘輪機構(gòu) p.90 §6-2 槽輪機構(gòu) p.92 圖6-7 ②運動特性系數(shù)τ: 四. 槽輪機構(gòu)特點及應用 §6-3不完全齒輪機構(gòu) P.94 圖(6-9) 構(gòu)成: 主動輪1、從動輪2、機架 §6-4 凸輪間歇機構(gòu) §7-1 機器運轉(zhuǎn)速度波動調(diào)節(jié)的目的和方法 二.分類與方法: p.97 飛輪動能變化： 2.非周期速度波動 p.97 （二）機器主軸的平均角速度和運轉(zhuǎn)速度不均勻系數(shù) §7-2飛輪設計的近似方法 P.98 分析: 第八章 回轉(zhuǎn)件的平衡 p.105 §8-1 回轉(zhuǎn)件平衡的目的 §8-2回轉(zhuǎn)件的平衡計算 靜平衡方法: (二)回轉(zhuǎn)構(gòu)件的動平衡(質(zhì)量分布不在同  一回轉(zhuǎn)面內(nèi)) （D/B  5） p.107 回轉(zhuǎn)件的動平衡方法 動平衡實例分析 §8-3回轉(zhuǎn)件的平衡試驗 P.108 前 言 機械零件→ 分析處理問題的思路： §9-1 機械零件設計概述 p.113 (一)機械設計應滿足的要求 P.113第7 一、強度準則 （1）失效形式 (2)計算準則 §9-2 機械零件的強度 p.114 (三)機械零件的強度計算 P.115 二．變應力作用下的強度計算 P.115第18 1.失效形式: §9-5 機械制造中常用材料及其選擇 p.122 一.鋼:含Ｃ量＜1.4％→常用牌號及力學性質(zhì)(表9-1) 碳素鋼(含Ｓ、Ｐ量)→普通、優(yōu)質(zhì)碳素鋼 合金鋼→結(jié)構(gòu)、軸承、彈簧、工具、不銹鋼…… 低碳鋼(C) 0.1～0.25 ， 中碳鋼0.3～0.5， 高碳鋼＞0.55 §9-6公差與配合、表面粗糙度和優(yōu)先數(shù)列 一.公差與配合： p.124 →互換性手冊P.167 基孔制→孔的下偏差＝0 §9-7 機械零件的工藝性及標準化 p.127 一.工藝性: P127第6 鍵 聯(lián) 接 P.151 主要內(nèi)容: 平鍵聯(lián)接的分類及特點 失效形式及強度計算 花鍵聯(lián)接的分類及特點 鍵 聯(lián) 接 和 花 鍵 聯(lián) 接 P.151 §10-11 鍵聯(lián)接和花鍵聯(lián)接 P.151 (一)鍵聯(lián)接分類介紹 △失效形式 二. 半圓鍵: p.153 鍵為半圓板， 鍵兩側(cè)與鍵槽配合， 鍵上端面 與輪轂鍵槽底面有間隙， 鍵在軸上鍵槽中能 繞其圓心轉(zhuǎn)動。 三. 楔鍵: P.153 四. 切向鍵 P.154 : 1.一對楔鍵組成， 上下窄面為工作面 2.只能單向傳遞轉(zhuǎn)矩 (二)鍵的選擇及平鍵的強度校核 P.154 (三)花鍵聯(lián)接 P.155 5·分類： 6. 花鍵聯(lián)接的強度校核: §10-12 銷聯(lián)接 p.156 一. 功用: 第十章 聯(lián)接(螺紋聯(lián)接) p.131 前 言: §10-1 螺紋參數(shù) p.131 (一)螺紋的形成： (二)螺紋參數(shù)：P.132 牙型: §10-2 螺旋副的受力分析、效率和自鎖p.132 一．矩形螺紋 : (α =0○ ) 2. 當勻速下降 :圖(10－4，c) →施加水平支持力Ｆ (勻速下滑) 二．非矩形螺紋 三.效率: §10-3 機械制造常用螺紋及標準 p.134 聯(lián)接(可靠) → →要自鎖 傳動→ 效率高 §10-4螺紋聯(lián)接基本類型及螺紋聯(lián)接件 p.137 螺栓聯(lián)接 螺釘聯(lián)接 圖(10－10，a) 雙頭螺柱聯(lián)接 圖(10－10，b) 緊定螺釘聯(lián)接 圖(10－11) 二．螺紋聯(lián)接件 p.138 §10-5螺紋聯(lián)接的預緊和防松 P.139 （二）螺紋聯(lián)接的防松 p.139 螺旋副→聯(lián)接(可靠)→擰緊＋ 自鎖→防松？ 機械防松→利用便于更換的金屬元件來約束螺旋副。 §10-7螺栓的材料和許用應力 P.145 §10-6 螺栓聯(lián)接的強度計算(靜) p.141 (一)螺栓聯(lián)接的失效及設計準則 (二)螺栓聯(lián)接的強度計算(按受力形式) p.141 二. 緊螺栓聯(lián)接: p.142 1.受橫向工作載荷F的螺栓強度(預緊) 圖10-18 分析: 例1. 例2. 2.受軸向載荷FE的螺栓強度(預緊后) p.143 ①單個聯(lián)接受力分析:圖10-21 未預緊 ②單個聯(lián)接載荷與變形線圖: 圖10-23 p.144 ③失效形式及設計計算: (4)結(jié)構(gòu)設計: 取d=16mm， 其d1=13.835mm＞12.6mm →合適 取S=3 (表10-7) (不嚴格控制預緊力) →合適 小結(jié)： 鉸制孔螺栓聯(lián)接 §10-8提高螺栓聯(lián)接強度的措施 P.146 (一)降低螺栓總拉伸載荷Fa 的變化范圍→σa↓ (二)改善螺紋牙間的載荷分布 P.146 現(xiàn)象: (三). 減小應力集中: P.147(圖10-29～圖10-31) (四) 采用提高強度的工藝措施: p.148第2 1.冷鐓螺栓頭部和滾壓螺紋 ①疲勞強度↑(應力集中↓， 纖維未切斷， 冷作) ②材料利用率↑， 成本↓ 2.氰化，氮化，噴丸處理→疲勞強度↑ §10-9 螺旋傳動: P.148 （要求高效率→梯形、鋸齒形、矩形→多線） 一. 類型: 第十一章 齒 輪 傳 動 P.159 前 言 §11-1 輪齒的失效形式及計算準則 P.159 (一)輪齒的失效形式 1) 齒 面 疲 勞 點 蝕 2) 齒 面 膠 合 3)齒 面 磨 粒 磨 損 4)齒 面 塑 性 變 形 3.各種場合的主要失效形式 §11-2 齒輪的材料 p.160 二. 常用的齒輪材料 表11-1， p.161 ⑴鋼 三. 常用熱處理： §11－3齒輪傳動的精度 P.162 手冊P.177 §11-4齒輪傳動作用力分析及計算載荷 P.163 二. 作用力的大�。� 三. 作用力的方向及判斷 (二)斜齒圓柱齒輪傳動作用力分析 p.170 二. 作用力的大�。� 三. 作用力的方向及判斷： 例題： (三)直齒圓錐齒輪傳動作用力分析 P.173 一.Ｆn 的分解： 三. 作用力的方向及判斷： (四)計算載荷 p.163 §11-5直齒圓柱齒輪傳動齒面接觸強度計算 P·164 σＨ計算式(赫茲公式) 一對圓柱體 (二)直齒圓柱齒輪齒面接觸疲勞強度計算 P.164 二. 齒面接觸疲勞強度公式: P.164 1.校核公式 (尺寸參數(shù)已知→校核齒面強度) 2.設計公式 接觸強度分析: §11-6直齒圓柱齒輪齒根彎曲疲勞強度計算 （一）強度公式建立的依據(jù): P.166 YF－齒形系數(shù) 二. 強度計算公式: 三.彎曲強度計算說明: P.168 ①當輪齒單側(cè)工作， σF→γ＝ 當輪齒雙側(cè)工作， σF→γ＝ ④小輪齒數(shù)Ｚ1: (三)計算方法: 例11-1: §11-7 斜齒圓柱齒輪傳動 p.170 (一)接觸強度公式 二. 彎曲強度公式 §11-8 直齒圓錐齒輪傳動 p.173 只介紹∑=90°直齒圓錐齒輪傳動的強度設計 (一)齒面接觸強度公式 P.173 (Σ=90°，鋼) (三)錐齒輪接觸強度分析: §11-9 齒輪的構(gòu)造 p.174 §11-10齒輪傳動的潤滑和效率 p.176 (一)齒輪傳動的潤滑 第十二章 蝸桿傳動 p.182 圓柱蝸桿傳動(螺旋面形狀) (二)蝸桿的形成 3.具有齒輪傳動的特點 →象齒條與斜齒輪嚙合 (三)蝸桿傳動的特點: 優(yōu)點: §10-2 圓柱蝸桿傳動的幾何參數(shù)及尺寸計算 ∵軸交角∑＝90°→軸線垂直→以中間平面 參數(shù)為準 2.傳動比i ， 蝸桿頭數(shù)Z1， 蝸輪齒數(shù)Z2 3.蝸桿分度圓直徑ｄ1 ; 直徑系數(shù)q ; 導程角γ 5.中心距 §10-3 蝸桿傳動的失效形式、材料和結(jié)構(gòu) (二)蝸桿、蝸輪的材料 P.186倒6 (三) 蝸桿、蝸輪的結(jié)構(gòu) P.187 §12-4 蝸桿傳動的受力分析 P.188 3.作用力的方向(示意圖） §12-5圓柱蝸桿傳動的強度計算: P.188 ∵主要失效形式: 膠合、磨損、點蝕 ∴→仿斜齒輪→強度計算→齒面接觸強度計算 (二)蝸輪齒面接觸強度計算 P.188 §10-6圓柱蝸桿傳動的效率、潤滑和熱平衡計算 (三)蝸桿傳動的熱平衡計算: p.191 ∵Vs大→效率低、發(fā)熱大→要求散熱及時， 否 則磨損↑→膠合→熱平衡計算 2.改善散熱措施: 小結(jié)： 1.蝸桿傳動的特點：i很大，一般i=7～80， 分度 ｉ＝500 ；平穩(wěn) ；緊湊 ；可自鎖 Ｖs大→效率低， 發(fā)熱大→貴重金屬→價高 2.參數(shù)計算: 中間平面m、 →標準 ｄ1＝ｍ·Ｚ1／tgγ ≠ m·Z1 i = Z2 / Z1≠ d2 / d1 3.蝸桿傳動受力分析 4.蝸桿傳動的主要失效形式及強度計算依據(jù) 5.蝸桿傳動效率及熱平衡計算目的及方法。 第十三章 帶傳動 第十三章 帶傳動 P.194 §13-1 帶傳動的類型和應用 （一）帶傳動的類型 p.194 （二）Ｖ帶的類型與結(jié)構(gòu) p.201 3.基準尺寸: （三）Ｖ帶輪設計 P.208 §13-6 4. 基本結(jié)構(gòu)型式: §13-2 帶傳動工作情況分析 P.196~201 2. 緊松邊力的大小 4.Ｆ1、Ｆ2、Ｆf、Ｆ的關系 (F－有效拉力－阻力) 5.帶傳動的功率 P.196 (二）彈性滑動與打滑 P.196～201 §13-4 1. 什么是彈性滑動， 什么是打滑? 2. 為什么會發(fā)生彈性滑動或打滑? 是否可以避免? 3. V1、 V2、V帶之間的關系如何?為什么? 二.彈性滑動 p.200 *帶傳動在工作時存在有帶與帶輪間的彈性滑動 →V1＞V帶， V帶＞V2→V1＞V帶＞V2→ V1＞V2 →實際傳動比＞理論傳動比( 減速傳動 ) →帶傳動傳動比不穩(wěn)定 *分析: 三.傳動比 p.200 （三）帶傳動最大有效拉力Fec P.196倒4 P = FV/1000 2. V帶傳動Fec : (四)帶傳動的應力分析 (§13-3 P.198) 帶傳動工作時，作用于帶上有哪些應力? 它們的分布 及大小有什么特點? 最大應力發(fā)生在什么部位? 二.帶傳動工作時最大應力: p.199 三. 應力循環(huán)次數(shù): p.199第4 （五） 帶傳動的優(yōu)缺點 p.195倒3 §13-5普通Ｖ帶傳動的計算 P.201 (一)帶傳動的失效形式及設計準則 (二)單根普通Ｖ帶的許用功率[Ｐ0] 一.Ｐ0計算式 3. 非特定條件下的修正系數(shù) P.203 (三) V帶傳動的設計計算 §13-7 Ｖ帶傳動的張緊裝置 p.195第14 ∵Ｐ＝FＶ／1000 →調(diào)整F0 →增大F 2.張緊輪裝置 （三）注意事項： 1.中心距應可調(diào): p.206第19 小結(jié)：1.帶傳動類型、特點、應用 2.帶傳動中的力分析 初始狀態(tài): 帶兩邊拉力相等＝Ｆ0 → 張緊力 工作狀態(tài): 兩邊拉力不等→┌緊邊F0→F1 緊邊拉力 └松邊F0→F2松邊拉力 ∴ F1－F2 = F = Ff ； F1 + F2 = 2 F0 考慮FC →F0=0.5(F1+F2)+FC P = F V／1000 kw 5.打滑與彈性滑動 *當F＞Ffmax → 打滑→ 打滑 可以避免 打滑發(fā)生在小帶輪處 鏈 傳 動 §13-8 鏈傳動的特點和應用 p.210 §13-9鏈條和鏈輪 p.211 按用途→ 傳動鏈 (常用) ， 起重鏈， 牽引 鏈 §13-10鏈傳動的運動分析和受力分析 p.214 §13-11鏈傳動的主要參數(shù)及其選擇 p.216 §13-12 滾子鏈傳動的計算 p.218 §13-13 鏈傳動的潤滑和布置 p.222 機 械 傳 動 小 結(jié)： 1.速度 2.運動形式 3.調(diào)節(jié)速度 4.帶多臺 第十四章 軸 p.225 §14-1 軸的功用和類型 §14-2 軸的材料 §14-3 軸的結(jié)構(gòu)設計 §14-4 軸的強度計算 §14-1 軸的功用和類型 §14-2 軸的材料 p.226表14-1 1.鋼 ┌碳素鋼 ┌優(yōu)質(zhì)碳素鋼:35、45、50 │ └普通碳素鋼Q235、Q255、Q275 └合金鋼 20Cr、20CrMnTi、40Cr、40CrNi、 35SiMn、 35CrMo 2.球墨鑄鐵: QT500-5、QT600-2 →曲軸、凸輪軸 ※ §14-3軸的結(jié)構(gòu)設計 (非標準件) p.227 (一) 軸結(jié)構(gòu)設計的內(nèi)容： ※(二) 軸結(jié)構(gòu)設計的要求: P.227第2（變動） ②零件在軸上的周向定位及固定: 鍵聯(lián)接、花鍵聯(lián)接、過盈配合、銷聯(lián)接、成形聯(lián)接 ※ ②軸的結(jié)構(gòu)設計注意事項： 三. 軸應有良好的制造工藝 (三) 軸結(jié)構(gòu)設計步驟： 3.確定軸的各段直徑及長度 ①由外向內(nèi)確定各段直徑 例14－1 p.231 1.擬定軸上零件裝配方案 圖14-18 p.232(有錯) L=193mm，k=206mm §14-4 軸的強度計算 p.229 －只受彎矩→按彎曲強度計算 二.傳動軸 三. 轉(zhuǎn)軸 3.轉(zhuǎn)軸的強度計算： (二)軸的強度計算步驟 (結(jié)構(gòu)設計之后) 1.作軸的計算簡圖 1)把階梯軸看成餃鏈支承的梁→求支反力 2)假設軸上載荷為集中載荷， 作用在輪緣中點處 2.求作支反力及彎矩圖 3.求作扭矩及扭矩圖 4.求作當量彎矩及當量彎矩圖 5.強度計算(轉(zhuǎn)軸) ┌彎扭合成強度校核(一般軸) └疲勞強度(安全系數(shù))校核(重要軸) 1.擬定軸上零件裝配方案 2.估算軸的最小直徑ｄmin 3.確定各段直徑及長度 4.確定軸的結(jié)構(gòu)要素 前 言 §15-1 摩擦狀態(tài) p.236 1.干摩擦－ §15-2 滑動軸承的結(jié)構(gòu) p.238 (一)向心滑動軸承→主要承受徑向載荷FR §15-3 滑動軸承的材料 p.240 §15-5非液體摩擦滑動軸承的計算 (二)設計計算： 一.向心軸承： P.245 二. 推力軸承： P.245 1.軸承壓強驗算: §15-4 潤滑劑和潤滑裝置 p.242 §15-6 動壓潤滑基本原理 p.246 2. 兩板相互傾斜: 圖 15-16 c. 四.液體動壓潤滑的基本方程 2.公式的建立: 四. 滾動軸承的結(jié)構(gòu): §16-1 滾動軸承的基本類型和特點 p.252 (一)滾動軸承主要類型: 一. 滾動軸承的分類 二. 滾動軸承的基本類型和特點 p.253 表16-2 1.徑向軸承 (α＝0°) 3.角接觸軸承 (０°＜ α ≤45°) 4.推力軸承 (二)滾動軸承的類型選擇 二. 類型選擇一般原則: §16-2 滾動軸承的代號 p.255 例：6 3 05 (/P0) 例: 3 0 4 09 *§16-3 滾動軸承的選擇計算 P.257 (一)失效形式: (二)壽命計算: p.258 一 . 基本定義： 3. 基本額定動載荷Ｃ 二.壽命計算公式：p.258 三. 當量動載荷Ｐ P.259 P＝XFR＋YFA (16-4) 例１： 例題14-1：P. 231 圖14-18有錯 四. 軸承的軸向載荷FＡ P.260 1.徑向接觸軸承－ (6 、 1 、 2類) (2)（成對使用）安裝型式： 角接觸軸承應成對使用→以抵消內(nèi)部軸向力和避 免軸產(chǎn)生軸向竄動 (3)角接觸軸承的軸向載荷FA１、FＡ２ 軸向載荷┌軸上外載荷Fa → FA＝？ └軸承的內(nèi)部軸向力F′ 方法Ⅰ 方法Ⅱ 例3:一對反裝7312AC軸承，F(xiàn)R1＝5000N， FR2＝8000N，F(xiàn)a＝2000N，由1軸承指向 2軸承，求FA1、FA2。 五. 軸承壽命計算步驟 求FR1、FR2 軸承壽命計算小結(jié): §16-5 滾動軸承組合設計 P.265 二. 軸承的軸向固定 三. 軸承組合的軸向固定： 1.兩端固定 ②要求2:調(diào)整墊片 2.一端固定，一端游動 3.兩端游動 (二)軸承的周向固定（配合） p.267 (三)軸承的裝拆 (四)軸承組合的調(diào)整 §16-4 軸承的潤滑與密封 p.263 1.潤滑－ 第十七章 聯(lián)軸器與離合器 p.269 (一)聯(lián)軸器與離合器的功用及區(qū)別 (二）聯(lián)軸器的分類 軸與軸 之間 (三)典型聯(lián)軸器介紹： ２.滑塊聯(lián)軸器 3.彈性聯(lián)軸器 (四)聯(lián)軸器的選擇 p.269ek0紅軟基地

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