齿轮加工机床分解.pptx

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1、第四章第四章 齿轮加工机齿轮加工机床床教学内容教学内容第一节第一节 概述概述第二节第二节 滚齿机滚齿机第二节第二节 其它类型齿轮加工机床其它类型齿轮加工机床第1页/共66页4.1 概述概述一、齿轮加工机床的工作原理一、齿轮加工机床的工作原理 1.1.加工方法分类：加工方法分类：（1 1）成型法：）成型法：要求所用刀具的切削刃形状与被切齿轮的的齿槽形状要求所用刀具的切削刃形状与被切齿轮的的齿槽形状相吻合。相吻合。齿轮加工机床是用来加工齿轮轮齿的机床。齿轮加工机床是用来加工齿轮轮齿的机床。成形法包括：铣削法、拉削法成形法包括：铣削法、拉削法 1)1)铣削法铣削法 铣削法加工刀具：圆盘铣刀、指状铣刀

2、铣削法加工刀具：圆盘铣刀、指状铣刀 圆圆盘盘铣铣刀刀外外形形与与齿齿轮轮齿齿槽槽形形状状相相同同。铣铣齿齿时时，圆圆盘盘铣铣刀刀绕绕其其自自身身轴轴线线旋旋转转，而而毛毛坯坯沿沿平平行行于于齿齿轮轮轴轴线线方方向向作作直直线线移移动动，铣铣出出一一个个齿齿槽槽后后，将将齿齿 轮毛坯转过轮毛坯转过360/z360/z，再铣第二个齿槽，依此类推。，再铣第二个齿槽，依此类推。铣削法动态演示第2页/共66页4.1 概述概述一、齿轮加工机床的工作原理一、齿轮加工机床的工作原理指状铣刀：指状铣刀：指指状状齿齿轮轮铣铣刀刀加加工工齿齿轮轮方方法法与与用用圆圆盘盘铣铣刀刀时时相相似似。不不过过指指状状铣铣刀刀

3、常常用用于加工大模数的齿轮（于加工大模数的齿轮（m20mmm20mm），并可用于加工人字齿轮。），并可用于加工人字齿轮。指状铣刀加工示意图 2)2)拉削法拉削法第3页/共66页2.2.成形法加工特点：成形法加工特点：优点：优点：机床结构简单，可以利用通用机床加工。机床结构简单，可以利用通用机床加工。缺缺点点：对对于于同同一一模模数数的的齿齿轮轮，只只要要齿齿数数不不同同，齿齿廓廓形形状状就就不不同同，就就需要采用不同的成形刀具。需要采用不同的成形刀具。齿面成形方法的精度不高，生产率也较低。齿面成形方法的精度不高，生产率也较低。用用途途：主主要要用用于于精精度度要要求求不不高高修修配配行行业业。

4、此此外外，也也可可用用成成形形刨刨刀刀在在刨床上刨齿，或在插床上插齿。刨床上刨齿，或在插床上插齿。4.1 概述概述一、齿轮加工机床的工作原理一、齿轮加工机床的工作原理第4页/共66页（2 2）范成法）范成法 加工齿轮应用齿轮啮合的原理。其切齿过程模拟齿轮副的啮合过程，加工齿轮应用齿轮啮合的原理。其切齿过程模拟齿轮副的啮合过程，如齿轮一齿轮副，把其中的一个转化为刀具，另一个作为工件，并保证刀如齿轮一齿轮副，把其中的一个转化为刀具，另一个作为工件，并保证刀具和工件之间做严格的啮合运动。被加工齿的齿面是在刀具和工件包络过具和工件之间做严格的啮合运动。被加工齿的齿面是在刀具和工件包络过程中由刀具切削刃

5、的位置连续变化而形成的。程中由刀具切削刃的位置连续变化而形成的。优优点点：只只要要模模数数和和压压力力角角相相同同，一一把把刀刀具具可可以以加加工工任任意意齿齿数数的的齿齿轮轮，加工精度和生产率都比较高。加工精度和生产率都比较高。4.1 概述概述一、齿轮加工机床的工作原理一、齿轮加工机床的工作原理 属于范成法的有滚齿、插齿、剃齿、珩齿、磨齿等。属于范成法的有滚齿、插齿、剃齿、珩齿、磨齿等。滚齿加工动态演示插齿加工动态演示磨齿加工动态演示珩齿加工动态演示第5页/共66页4.1 概述概述二、齿轮加工机床的类型二、齿轮加工机床的类型齿轮加工机床圆柱齿轮加工机床锥齿轮加工机床滚齿机插齿机刨齿机铣齿机拉

6、齿机珩齿机剃齿机磨齿机第6页/共66页4.2 滚齿机滚齿机加工范围加工范围 （1 1）直齿圆柱齿轮）直齿圆柱齿轮 （2 2）斜齿圆柱齿轮）斜齿圆柱齿轮 （3 3）蜗轮）蜗轮第7页/共66页4.2 滚齿机滚齿机一、滚齿原理一、滚齿原理 1 1滚刀；滚刀；2 2工件工件第8页/共66页4.2 滚齿机滚齿机一、滚齿原理一、滚齿原理第9页/共66页（一）（一）加工直齿圆柱齿轮时的运动和传动原理加工直齿圆柱齿轮时的运动和传动原理4.2 滚齿机滚齿机一、滚齿原理一、滚齿原理第10页/共66页（一）（一）加工直齿圆柱齿轮时的运动和传动原理加工直齿圆柱齿轮时的运动和传动原理4.2 滚齿机滚齿机 滚切直齿圆柱齿

7、轮的传动原理图滚切直齿圆柱齿轮的传动原理图滚齿机动态传动路线第11页/共66页 1.1.范成运动范成运动 （一）（一）加工直齿圆柱齿轮时的运动和传动原理加工直齿圆柱齿轮时的运动和传动原理4.2 滚齿机滚齿机 滚滚刀刀与与工工件件之之间间的的啮啮合合运运动动，是是一一个个复复合合的的表表面面成成形形运运动动。这这个个运运动动可可以以被被分分解解为为两两个个部部分分：滚滚刀刀的的旋旋转转运运动动B B1111和和工工件件的的旋旋转转运运动动B B1212。这这一一复复合合运运动动需需要要有有一一个个内内联联系系传传动动链链用用以以保保持持B B1111和和B B1212之之间间的相对运动关系的相对

8、运动关系 展成运动还应有条外联系传动链与动力源相联系。展成运动还应有条外联系传动链与动力源相联系。2.2.主运动主运动 为为了了切切出出整整个个齿齿宽宽，即即形形成成轮轮齿齿表表面面的的导导线线，滚滚刀刀还还需需做做轴轴向向的直线运动的直线运动A A2 2。3.3.轴向进给运动轴向进给运动 第12页/共66页范成传动链：滚刀范成传动链：滚刀-4-5-u-4-5-ux x-6-7-6-7-工件工件4.2 滚齿机滚齿机滚齿机动态传动路线第13页/共66页4.2 滚齿机滚齿机主运动传动链：电动机主运动传动链：电动机-1-2-u-1-2-uv v-3-4-3-4-滚刀滚刀滚齿机动态传动路线第14页/共

9、66页4.2 滚齿机滚齿机轴向进给传动链：工件轴向进给传动链：工件-7-8-u-7-8-uf f-9-10-9-10-刀架升降刀架升降l l丝杠丝杠滚齿机动态传动路线第15页/共66页（二）（二）加工斜齿圆柱齿轮时的运动和传动原理加工斜齿圆柱齿轮时的运动和传动原理4.2 滚齿机滚齿机 1.1.运动运动 第16页/共66页4.2 滚齿机滚齿机滚切斜齿圆柱齿轮的传动原理图滚切斜齿圆柱齿轮的传动原理图2.2.传动原理传动原理第17页/共66页3.3.滚切斜齿圆柱齿轮的传动链滚切斜齿圆柱齿轮的传动链4.2 滚齿机滚齿机滚切斜齿圆柱齿轮的传动原理图滚切斜齿圆柱齿轮的传动原理图第18页/共66页 附附加加

10、运运动动保保证证刀刀架架沿沿工工件件轴轴线线方方向向移移动动一一个个螺螺旋旋线线导导程程L L时时,工工件件附加转一转。附加转一转。4.4.加工斜齿圆柱齿轮时的附加运动加工斜齿圆柱齿轮时的附加运动4.2 滚齿机滚齿机滚齿机动态传动路线第19页/共66页 附加运动传动链附加运动传动链:刀架（滚刀移动刀架（滚刀移动A A2121）1213u1213uy y14141515合成合成 67u 67ux x8989工作台工作台(工件附加转动工件附加转动B B2222)4.2 滚齿机滚齿机第20页/共66页4.2 滚齿机滚齿机（三）滚齿机的运动合成机构（三）滚齿机的运动合成机构合成机构动态演示第21页/共

11、66页第22页/共66页第23页/共66页4.2 滚齿机滚齿机（四）加工蜗轮时的运动和传动原理（四）加工蜗轮时的运动和传动原理 根据切入进给方法不同，滚切蜗轮的方法有两种：根据切入进给方法不同，滚切蜗轮的方法有两种：1.1.径向进给法径向进给法 这种加工方法在一般滚齿机上都可进行这种加工方法在一般滚齿机上都可进行 2.2.切向进给法切向进给法 这这种种加加工工方方法法只只在在滚滚刀刀刀刀架架上上具具备备切切向向进进给给溜溜板板的的滚滚切切机机上上方方能进行，同时需要采用带切削锥的蜗轮滚刀。能进行，同时需要采用带切削锥的蜗轮滚刀。第24页/共66页4.2 滚齿机滚齿机二、滚齿机传动系统及其调整计

12、算二、滚齿机传动系统及其调整计算滚齿机外形滚齿机外形第25页/共66页4.2 滚齿机滚齿机滚齿机工艺范围滚齿机工艺范围第26页/共66页第27页/共66页第28页/共66页（一）加工直齿圆柱齿轮的调整计算（一）加工直齿圆柱齿轮的调整计算1.1.主运动传动链主运动传动链第29页/共66页2.2.范成运动传动链范成运动传动链4.2 滚齿机滚齿机第30页/共66页3.3.轴向进给运动传动链轴向进给运动传动链4.2 滚齿机滚齿机第31页/共66页（二）加工斜齿圆柱齿轮的调整计算（二）加工斜齿圆柱齿轮的调整计算1.1.主运动传动链主运动传动链 加加工工斜斜齿齿圆圆柱柱齿齿轮轮时时，机机床床主主运运动动传

13、传动动链链的的调调整整计计算算和和加加工工直直齿齿圆圆柱齿轮时相同。柱齿轮时相同。2.2.范成运动传动链范成运动传动链第32页/共66页3.3.轴向进给运动传动链轴向进给运动传动链 轴向进给传动链及其调整计算和加工直齿圆柱齿轮相同。轴向进给传动链及其调整计算和加工直齿圆柱齿轮相同。4.2 滚齿机滚齿机第33页/共66页4.4.附加运动传动链附加运动传动链4.2 滚齿机滚齿机第34页/共66页4.2 滚齿机滚齿机（三）滚切齿数大于（三）滚切齿数大于100100的质数直齿圆柱齿轮的调整计算的质数直齿圆柱齿轮的调整计算 首首先先选选择择一一接接近近于于所所需需加加工工的的齿齿数数z z的的数数值值z

14、 z0 0来来调调整整范范成成运运动动传传动动链链（z z0 0应应是是能能够够利利用用机机床床现现有有挂挂轮轮的的数数值值）。显显然然，这这时时范范成成运运动动传传动动链链两两端端件件运运动动关关系系改改变变为为：滚滚刀刀主主轴轴转转1 1转转，工工件件转转k/k/z z0 0 转转。因因而而，在在范范成成运运动动中中，滚滚刀刀转转1 1转转时时，工工件件产产生生运运动动误误差差（k/z-k/k/z-k/z z0 0 ）转转。为为了了补补偿偿这这一一误误差差，可可利利用用附附加加运运动动传传动动链链，在在工工件件转转k k z z转转过过程程中中，使使工工件件得得到到附附加加的的（k/z-k

15、/k/z-k/z z0 0 ）转转，从从而而加加工工出出齿齿轮轮齿齿数数为为z z的的直直齿齿圆圆柱柱齿齿轮轮。此此处处的的附附加加运运动动链链，其其两两端端件件是是工工作作台台（工工件件转转动动）工工作作台台（工工件件附附加加转转动动），运运动动联联系系路路线线为为:9-10-u:9-10-u f-11-13-uf-11-13-uy y-14-15-14-15-合合成成-6-7-u-6-7-ux x-8-9-8-9。1 1加工原理加工原理第35页/共66页4.2 滚齿机滚齿机 (1)(1)主运动和轴向进给运动传动链与滚切直齿圆柱齿轮时相同。主运动和轴向进给运动传动链与滚切直齿圆柱齿轮时相同。

16、2 2传动链的调整计算传动链的调整计算 (2)(2)范成运动传动链范成运动传动链第36页/共66页(3)(3)附加运动传动链附加运动传动链 附附加加运运动动传传动动链链的的两两端端件件是是工工作作台台工工作作台台，计计算算位位移移是是：工工作作台台转转k/zk/z转，工作台附加转（转，工作台附加转（k/z-k/zk/z-k/z0 0)转，其运动平衡式为：转，其运动平衡式为：第37页/共66页4.2 滚齿机滚齿机（四）刀架快速移动的传动路线（四）刀架快速移动的传动路线1 1加工原理加工原理 刀架快速移动的方向可通过控制快速电动机的旋转方向来变换。刀架快速移动的方向可通过控制快速电动机的旋转方向来

17、变换。在在Y3150EY3150E型型滚滚齿齿机机上上，起起动动快快速速电电动动机机之之前前，必必须须先先用用操操纵纵手手柄柄P3P3将将轴轴上上的的三三联联滑滑移移齿齿轮轮移移到到空空挡挡位位置置，以以脱脱开开和和之之间间的的传传动动联联系系（见见图图4-7)4-7)。为为了了确确保保操操作作安安全全，机机床床设设有有电电气气互互锁锁装装置置，保保证证只只有有当当操操纵纵手手柄柄P3P3放放在在“快快速速移移动动”的的位位置置上上时时，才才能能起起动动快快速速电动机。电动机。第38页/共66页4.2 滚齿机滚齿机（二）滚刀安装角的调整（二）滚刀安装角的调整第39页/共66页第40页/共66页

18、4.2 滚齿机滚齿机（二）滚刀安装角的调整（二）滚刀安装角的调整第41页/共66页4.3 其它类型齿轮加工机床其它类型齿轮加工机床一、插齿机一、插齿机（一）机构（一）机构 第42页/共66页4.3 其它类型齿轮加工机床其它类型齿轮加工机床一、插齿机一、插齿机（一）插齿原理（一）插齿原理 第43页/共66页4.3 其它类型齿轮加工机床其它类型齿轮加工机床（二）插齿原理（二）插齿原理 插齿原理及所需运动插齿原理及所需运动插齿加工动态演示第44页/共66页4.3 其它类型齿轮加工机床其它类型齿轮加工机床（二）插齿机的运动（二）插齿机的运动 1 1主运动主运动 是插齿刀沿其工件的轴线所作的轴线往复运动

19、。是插齿刀沿其工件的轴线所作的轴线往复运动。第45页/共66页4.3 其它类型齿轮加工机床其它类型齿轮加工机床2 2范成运动范成运动 插插齿齿刀刀转转过过一一转转，工工件件也也转转一一转转，这这两两个个运运动动组组成成一一个个复复合合运运动动，即范成运动。即范成运动。第46页/共66页4.3 其它类型齿轮加工机床其它类型齿轮加工机床3 3圆周进给运动圆周进给运动 插插齿齿刀刀转转动动的的快快慢慢决决定定了了工工件件轮轮坯坯转转动动的的快快慢慢，同同时时，决决定定了了插插齿刀每一次切削的切削负荷，所以称插齿刀的转动为圆周进给运动。齿刀每一次切削的切削负荷，所以称插齿刀的转动为圆周进给运动。第47

20、页/共66页4.3 其它类型齿轮加工机床其它类型齿轮加工机床（二）插齿机的运动（二）插齿机的运动 4 4让刀运动让刀运动 让开和恢复原位的运动让开和恢复原位的运动5 5径向切入运动径向切入运动 即让工件逐渐地向插齿刀（或插齿刀向工件）作径向切入运动。即让工件逐渐地向插齿刀（或插齿刀向工件）作径向切入运动。第48页/共66页4.3 其它类型齿轮加工机床其它类型齿轮加工机床（三）插齿机的传动原理（三）插齿机的传动原理 第49页/共66页4.3 其它类型齿轮加工机床其它类型齿轮加工机床二、圆柱齿轮磨齿机二、圆柱齿轮磨齿机 磨磨齿齿机机是是用用磨磨削削方方法法对对齿齿轮轮轮轮齿齿面面进进行行精精加加工

21、工的的精精密密机机床床，主主要要用用于淬硬齿轮的精加工，齿轮精度可达到于淬硬齿轮的精加工，齿轮精度可达到6 6级或更高。级或更高。(一一)磨齿原理及所需运动磨齿原理及所需运动1 1、成形法的磨齿原理、成形法的磨齿原理第50页/共66页蜗杆砂轮型磨齿机蜗杆砂轮型磨齿机 蜗蜗杆杆砂砂轮轮磨磨齿齿机机用用直直径径很很大大的的修修整整成成蜗蜗杆杆形形的的砂砂轮轮磨磨削削齿齿轮轮，其其工工作作原原理理和和滚滚齿齿机机相相同同，但但行行程程齿齿线线的的轴轴向向进进给给运运动动一一般由工件完成。般由工件完成。2.展成法的磨齿原理及运动（1）连续磨齿第51页/共66页锥形砂轮型磨齿机锥形砂轮型磨齿机 锥锥形形

22、砂砂轮轮型型磨磨齿齿机机是是利利用用齿齿条条和和齿齿轮轮啮啮合合原原理理来来磨磨削削齿齿轮轮的的，它所用的砂轮截面形状是按照齿条的齿廓修整的。它所用的砂轮截面形状是按照齿条的齿廓修整的。（2）单齿分度第52页/共66页 锥形砂轮型磨齿机的成形运动有：砂轮旋转锥形砂轮型磨齿机的成形运动有：砂轮旋转B B1 1和直线移动和直线移动A A2 2，这是形成齿线所需的两个简单运动；工件转动这是形成齿线所需的两个简单运动；工件转动B B3131和直线移动和直线移动A A3232，是，是形成渐开线齿廓所需的一个复合运动形成渐开线齿廓所需的一个复合运动展成运动。展成运动。此外，为磨出全部轮齿，还需一个周期的分

23、度运动。锥形砂轮型此外，为磨出全部轮齿，还需一个周期的分度运动。锥形砂轮型磨齿机的传动原理磨齿机的传动原理如图如图4-244-24所示。所示。1.1.主运动主运动 主运动是砂轮旋转运动主运动是砂轮旋转运动B B1 1，由外联系传动链，由外联系传动链“1212u uv v3434砂轮主轴（砂轮转动）砂轮主轴（砂轮转动）”实现，实现，uvuv为调整砂轮转速的换置机构为调整砂轮转速的换置机构 2.2.轴向进给运动轴向进给运动 轴向进给运动是砂轮的往复直线运动轴向进给运动是砂轮的往复直线运动A A2 2，由外联系传动链，由外联系传动链“5566ufuf789789曲柄偏心盘机构曲柄偏心盘机构P P砂轮

24、架溜板（砂轮移动）砂轮架溜板（砂轮移动）”实现。实现。u uf f为调整砂轮轴向进给速度的换置机构。为调整砂轮轴向进给速度的换置机构。第53页/共66页第54页/共66页4.3 其它类型齿轮加工机床其它类型齿轮加工机床（二）锥形砂轮型磨齿机（二）锥形砂轮型磨齿机 3.3.展成运动展成运动 展成运动是工件转动展成运动是工件转动B B3131和直线移动和直线移动A A3232形成的一个复合运动，由形成的一个复合运动，由内联系传动链：内联系传动链：回转工作台（工件旋转）回转工作台（工件旋转）16151615合成合成14131413u ux x121110121110纵向工作台（工件直线移动）纵向工作

25、台（工件直线移动）外联系传动链：外联系传动链：17181718u us s19111911来实现。来实现。前者保证展成运动的运动轨迹，即工件转动与移动之间的严格运前者保证展成运动的运动轨迹，即工件转动与移动之间的严格运动关系，后者使工件获得一定速度和方向的展成运动。换置机构动关系，后者使工件获得一定速度和方向的展成运动。换置机构u uf f 2 2中除变速机构外，还有自动换向机构，使工件在加工过程中能来回滚中除变速机构外，还有自动换向机构，使工件在加工过程中能来回滚转，依次完成各个齿的磨齿工作循环。转，依次完成各个齿的磨齿工作循环。u ux x是用来调节工件齿数和模数是用来调节工件齿数和模数变

26、化的换置机构。变化的换置机构。第55页/共66页 4.4.分度运动分度运动 工件的分度由分度运动传动链工件的分度由分度运动传动链“分度机构分度机构21212222u u y y23242324合成合成15161516回转工作台回转工作台”实现，机床的自实现，机床的自动控制系统与分度机构离合器接合，使分度机构在旋转一定角度后即动控制系统与分度机构离合器接合，使分度机构在旋转一定角度后即脱开，并由分度盘准确定位。在分度机构接合一次的过程中，工件在脱开，并由分度盘准确定位。在分度机构接合一次的过程中，工件在展成运动的基础上，附加转过一个齿，这是由调整换置机构展成运动的基础上，附加转过一个齿，这是由调

27、整换置机构u uy y来保证来保证的。的。此种机床的此种机床的优点优点是通用性高，砂轮形状简单（直线）；是通用性高，砂轮形状简单（直线）；缺点缺点是内联系传动链长，砂轮形状不易修整得准确，精度难以提是内联系传动链长，砂轮形状不易修整得准确，精度难以提高，生产率也较低。主要用于小批和单件生产。高，生产率也较低。主要用于小批和单件生产。第56页/共66页三、锥齿轮加工机床的运动分析三、锥齿轮加工机床的运动分析（一）锥齿轮的切齿原理及所需运动（一）锥齿轮的切齿原理及所需运动 锥齿轮加工机床的工作原理，可分为成形法和展成法。锥齿轮加工机床的工作原理，可分为成形法和展成法。展成法应用最广泛。展成法应用最

28、广泛。用用展展成成法法形形成成各各种种锥锥齿齿轮轮渐渐开开线线齿齿廓廓的的基基本本原原理理都都是是相相同同的的，即即都都是是由由一一对对锥锥齿齿轮轮的的啮啮合合传传动动原原理理演演变变过过来来的的。将将一一对对锥锥齿齿轮轮啮啮合合传传动动的的一一个个锥锥齿齿轮轮转转化化为为刀刀具具，另另一一个个转转化化为为工工件件，并并强强制制它它们们按按一一对对锥锥齿齿轮轮啮啮合合运运动动关关系系作作为为相相对对运运动动，便便能能展展成成切切出出渐开线齿廓。渐开线齿廓。第57页/共66页第58页/共66页第59页/共66页第60页/共66页4.3 其它类型齿轮加工机床其它类型齿轮加工机床（二）弧齿锥齿轮铣齿

29、机的传动原理（二）弧齿锥齿轮铣齿机的传动原理 铣铣切切弧弧齿齿锥锥齿齿轮轮的的形形成成运运动动为为：切切齿齿刀刀盘盘的的旋旋转转运运动动形形成成齿齿线线，它它是是一一个个简简单单运运动动主主运运动动；摇摇台台与与工工件件的的对对滚滚运运动动形形成成渐渐开开线线齿齿廓廓，是是一一个个复复合合运运动动展展成成运运动动。分分度度运运动动为为工工件件周周期期地地转转过过一定角度。此外，还有其它一些辅助运动。一定角度。此外，还有其它一些辅助运动。第61页/共66页4.3 其它类型齿轮加工机床其它类型齿轮加工机床（二）弧齿锥齿轮铣齿机的传动原理（二）弧齿锥齿轮铣齿机的传动原理 铣铣切切弧弧齿齿锥锥齿齿轮轮的的形形成成运运动动为为：切切齿齿刀刀盘盘的的旋旋转转运运动动形形成成齿齿线线，它它是是一一个个简简单单运运动动主主运运动动；摇摇台台与与工工件件的的对对滚滚运运动动形形成成渐渐开开线线齿齿廓廓，是是一一个个复复合合运运动动范范成成运运动动。分分度度运运动动为为工工件件周周期期地地转转过过一定角度。此外，还有其它一些辅助运动。一定角度。此外，还有其它一些辅助运动。第62页/共66页第63页/共66页第64页/共66页（三）直齿锥齿轮刨齿机的工作原理第65页/共66页谢谢您的观看！第66页/共66页