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基于ANSYS有限元软件的直齿轮接触应力分析 被引量:46
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作者 雷镭 武宝林 谢新兵 《机械传动》 CSCD 北大核心 2006年第2期50-51,59,共3页
通过实例阐述了直齿轮的精确建模方法,并介绍了具体的设计原理,将生成的一对齿轮进行标准安装生成啮合模型。通过ANSYS转化成由节点及元素组成的有限元模型,运用完全牛顿-拉普森方法进行接触应力的静力学求解,并介绍了算法原理。说明了... 通过实例阐述了直齿轮的精确建模方法,并介绍了具体的设计原理,将生成的一对齿轮进行标准安装生成啮合模型。通过ANSYS转化成由节点及元素组成的有限元模型,运用完全牛顿-拉普森方法进行接触应力的静力学求解,并介绍了算法原理。说明了新的接触单元法的精确性、有效性和可靠性。 展开更多
关键词 ANSYS 齿轮 有限元 接触应力
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准静态工况下渐开线直齿轮齿面磨损建模与分析 被引量:40
2
作者 张俊 卞世元 +1 位作者 鲁庆 刘先增 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第5期136-145,共10页
根据Hertz理论和Archard磨损公式,建立面向真实工况的直齿圆柱齿轮准静态磨损模型,并对其齿面磨损特性进行了数值仿真。计算表明,理想工况下直齿轮副齿面沿齿宽方向均匀磨损,其在节圆附近的磨损量最小,而在小齿轮靠近齿根部位的磨损量最... 根据Hertz理论和Archard磨损公式,建立面向真实工况的直齿圆柱齿轮准静态磨损模型,并对其齿面磨损特性进行了数值仿真。计算表明,理想工况下直齿轮副齿面沿齿宽方向均匀磨损,其在节圆附近的磨损量最小,而在小齿轮靠近齿根部位的磨损量最大;当存在啮合偏差时,齿面磨损深度沿齿向不再均布。在此基础上,进一步分析了负载工况和磨损循环次数对齿面磨损量的影响。分析表明,负载转矩和循环次数对齿面磨损量影响显著,近似呈指数映射关系。当以减磨延寿为齿轮设计目标时,必须计入负载工况和齿轮役期的影响。最后,分析了齿轮啮合偏差和微观修形对齿面磨损量的影响。研究表明,从改善齿面载荷分布和减缓齿面磨损角度考量,应严控齿轮啮合偏差量,并可通过制定合适的齿面修形策略来减缓齿面磨损失效。 展开更多
关键词 齿轮 齿面磨损 啮合偏差 齿轮微观俢形
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含误差的直齿轮的齿廓修形 被引量:26
3
作者 孙月海 张策 葛楠 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第12期91-94,共4页
依据齿轮传动载荷与轮齿变形的关系,推导出定载荷条件下,修形直齿轮静态传动误差与齿对综合修形参数的关系表达式。提出含制造误差修形齿轮修形参数的确定原则:理论设计修形齿轮的最大综合修形量应能消除含误差齿廓轮齿在啮入和啮出位... 依据齿轮传动载荷与轮齿变形的关系,推导出定载荷条件下,修形直齿轮静态传动误差与齿对综合修形参数的关系表达式。提出含制造误差修形齿轮修形参数的确定原则:理论设计修形齿轮的最大综合修形量应能消除含误差齿廓轮齿在啮入和啮出位置产生的几何干涉,理论设计修形齿轮的静态传动误差应保持最小的变化。给出了合制造误差修形直齿轮修形参数的计算公式,阐述了相应的确定方法。系统动态响应计算表明该方法所获得的修形齿轮具有良好的减振效果。 展开更多
关键词 齿轮 静态传动误差 齿廓修形 齿轮传动 振动
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齿轮锻造金属流动规律分析及工艺改进 被引量:32
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作者 胡成亮 刘全坤 +1 位作者 刘永熙 王强 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第5期186-190,共5页
分析直齿轮锻造过程中的金属流动规律,为减小摩擦阻力和改善不均匀变形,提出径向刚性平移流动模式和轴向均匀流动模式的假设。基于刚性平移流动模式,提出直齿轮刚性平移终锻成形新工艺。通过对数值模拟和物理试验结果的分析,验证刚性平... 分析直齿轮锻造过程中的金属流动规律,为减小摩擦阻力和改善不均匀变形,提出径向刚性平移流动模式和轴向均匀流动模式的假设。基于刚性平移流动模式,提出直齿轮刚性平移终锻成形新工艺。通过对数值模拟和物理试验结果的分析,验证刚性平移流动模式假设的正确性:分析预成形齿高和摩擦因数两个关键工艺参数,对终锻成形载荷的影响进行分析,说明刚性平移流动模式的优势。采用不对称的模具设计,对新工艺作进一步改进,改善轴向不均匀流动的状况。最后提取终锻成形载荷峰值进行比较,发现新工艺有利于大幅度降低载荷。 展开更多
关键词 齿轮 摩擦阻力 均匀变形 数值模拟 刚性平移
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基于改进能量法的直齿轮时变啮合刚度计算 被引量:31
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作者 马辉 逄旭 +1 位作者 宋溶泽 杨健 《东北大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第6期863-866,884,共5页
在现有文献的基础上,将轮齿简化为齿根圆上的悬臂梁,并考虑较为真实的过渡曲线,对现有的能量法计算齿轮啮合刚度作了进一步修正.通过与文献和有限元结果的对比,给出了误差产生的原因,验证了所提出的修正方法的有效性.提出的方法避开了... 在现有文献的基础上,将轮齿简化为齿根圆上的悬臂梁,并考虑较为真实的过渡曲线,对现有的能量法计算齿轮啮合刚度作了进一步修正.通过与文献和有限元结果的对比,给出了误差产生的原因,验证了所提出的修正方法的有效性.提出的方法避开了齿数的判断,提高了能量法计算齿轮啮合刚度的通用性.此外,考虑较为真实的过渡曲线方程,保证了轮齿建模的准确性,进一步减小了啮合刚度的计算误差,研究结果可为直齿轮啮合动力学分析提供理论基础. 展开更多
关键词 齿轮 时变啮合刚度 改进能量法 有限元 真实过渡曲线
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渐开线直齿轮的啮合冲击研究 被引量:26
6
作者 姚文席 魏任之 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 1990年第4期57-61,25,共6页
本文用解析的方法,研究了直齿轮振动中的一种重要激励项——啮合冲量,找出了齿轮的误差、变形以及齿面载荷与啮合冲击的时间、冲击力以及啮合冲量之间的定量关系。从而为进一步研究齿轮的啮合冲击振动创造了条件。通过分析不同精度齿轮... 本文用解析的方法,研究了直齿轮振动中的一种重要激励项——啮合冲量,找出了齿轮的误差、变形以及齿面载荷与啮合冲击的时间、冲击力以及啮合冲量之间的定量关系。从而为进一步研究齿轮的啮合冲击振动创造了条件。通过分析不同精度齿轮的基节误差对啮合冲量的影响,说明了精度高的齿轮应采用齿廓修形的方法以减小传动中的啮合冲击。 展开更多
关键词 齿轮 啮合冲击 振动 齿轮
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连续波状粗糙度对直齿轮热弹流润滑的影响 被引量:28
7
作者 王优强 卞荣 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第8期112-118,共7页
工程实践中没有理想光滑的表面,在齿轮弹流润滑中,油膜的厚度通常与某些切削工艺形成的金属表面粗糙度处于同一数量级,所以表面粗糙度对齿轮弹流润滑的影响是不应该忽略的。在考虑不同啮合点处的曲率半径、卷吸速度、轮齿载荷随时间变... 工程实践中没有理想光滑的表面,在齿轮弹流润滑中,油膜的厚度通常与某些切削工艺形成的金属表面粗糙度处于同一数量级,所以表面粗糙度对齿轮弹流润滑的影响是不应该忽略的。在考虑不同啮合点处的曲率半径、卷吸速度、轮齿载荷随时间变化的基础上,考虑轮齿表面连续波状粗糙度对弹流润滑的影响,利用多重网格技术求得齿轮瞬态微观热弹流润滑的完全数值解。结果表明,连续波状粗糙度会造成齿轮瞬态弹流润滑的油膜压力和温升产生振荡,并使最小膜厚变薄,最高压力变大,最大温升增大。轮齿间振荡的高压和高温会造成齿轮振动疲劳破坏,所以连续的波状粗糙度对齿轮的润滑是不利的。 展开更多
关键词 连续波状粗糙度 齿轮 瞬态弹流润滑 热弹流润滑
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直齿圆柱齿轮热精锻—冷推挤精密成形研究 被引量:14
8
作者 田福祥 林化春 +1 位作者 孟凡利 孙锦章 《锻压机械》 1997年第6期26-28,共3页
介绍了直齿圆柱齿轮热精锻—冷推挤联合成形工艺及其模具结构特点。指出该工艺在齿轮加工中的优越性及其显著效益。
关键词 精锻 冷挤压 齿轮 齿轮 精密成形
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直齿轮精锻成形新工艺及试验研究 被引量:21
9
作者 王广春 赵国群 夏世升 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第2期123-126,131,共5页
与精锻成形工艺相比,传统的切削加工方法加工直齿轮具有诸多弊端。而当前提出的闭式镦挤成形工艺载 荷过大,严重制约着精密成形直齿轮工艺的实用化。提出采用预锻分流区一分流终锻新工艺精密成形直齿圆柱齿 轮,设计了能够进行多种组合... 与精锻成形工艺相比,传统的切削加工方法加工直齿轮具有诸多弊端。而当前提出的闭式镦挤成形工艺载 荷过大,严重制约着精密成形直齿轮工艺的实用化。提出采用预锻分流区一分流终锻新工艺精密成形直齿圆柱齿 轮,设计了能够进行多种组合的精锻成形试验模具,并对空心管坯和实心圆柱坯进行了传统的闭式镦挤和新的分 流成形工艺试验,试验结果表明:与传统的闭式镦挤和现有的圆柱直齿轮成形工艺对比,提出的成形工艺工序简 单,终锻后齿形充填饱满,端面平整,而且成形载荷降低了37%以上,具有生产实用化的前景。 展开更多
关键词 齿轮 精锻成形工艺 试验研究
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航空直齿轮喷油润滑油气两相流分析 被引量:25
10
作者 王延忠 牛文韬 +4 位作者 唐文 郭梅 郭霞 李国权 沈蓉 《航空动力学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第2期439-444,共6页
针对航空直齿轮喷油润滑的啮齿瞬时流体状态进行研究,首先对航空直齿轮在喷油润滑工况下一个轮齿的啮合过程与润滑状态作了分析,然后建立了适合齿轮喷油润滑油气两相流分析的瞬态数学计算模型,最后通过计算流体动力学软件对其进行了建... 针对航空直齿轮喷油润滑的啮齿瞬时流体状态进行研究,首先对航空直齿轮在喷油润滑工况下一个轮齿的啮合过程与润滑状态作了分析,然后建立了适合齿轮喷油润滑油气两相流分析的瞬态数学计算模型,最后通过计算流体动力学软件对其进行了建模与仿真计算.计算得到了齿轮啮合过程中啮合迹上每一个啮合点的油气率与入口压力数值及其在啮合过程中的变化规律.计算结果为进行齿轮弹性流体动力润滑和混合润滑的计算与分析提供了准确的流体状态参数以及压力入口边界条件. 展开更多
关键词 齿轮 喷油润滑 油气两相流 计算流体动力学 油气率 入口压力
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齿根应力与轮齿弹性变形的计算方法进展与比较研究 被引量:17
11
作者 周长江 唐进元 吴运新 《机械传动》 CSCD 2004年第5期1-6,共6页
在齿根应力与轮齿弹性变形方面 ,较为详细地评述了直齿轮的静态 /准静态计算方法 (解析法、试验法、数值法 )的进展、特点及应用。对典型的分析方法进行了比较研究 ,并提出了作为CAE的核心 。
关键词 轮齿 齿根应力 齿轮传动系统 弹性变形 齿轮 数值法 解析法 试验法 有限元法 CAE
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齿向修形直齿轮系统动力学特性分析 被引量:19
12
作者 王奇斌 张义民 《振动工程学报》 EI CSCD 北大核心 2016年第1期61-68,共8页
研究了直齿轮齿向修形对齿轮系统振动特性的影响。首先考虑直齿轮齿向修形偏差,将轮齿沿轴向离散成若干宽度相等的薄片,建立了齿轮副啮合刚度模型。然后以一对直齿轮副为例,分别使用有限元法和本文方法分析了齿轮副啮合刚度,结果表明所... 研究了直齿轮齿向修形对齿轮系统振动特性的影响。首先考虑直齿轮齿向修形偏差,将轮齿沿轴向离散成若干宽度相等的薄片,建立了齿轮副啮合刚度模型。然后以一对直齿轮副为例,分别使用有限元法和本文方法分析了齿轮副啮合刚度,结果表明所提方法能够快速准确求解齿向修形直齿轮副的啮合刚度。最后建立齿轮系统有限元模型,分析了齿向修形对系统固有特性、振动响应特性的影响。研究结果表明:齿向修形降低了齿轮副啮合刚度,考虑齿向修形后齿轮系统弯扭耦合固有频率减小,齿轮系统响应的共振峰出现了偏移。研究结果可为齿向修形齿轮的动态响应计算和结构设计提供理论依据。 展开更多
关键词 齿轮 齿向修形 啮合刚度模型 有限元模型 振动特性
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基于ANSYS Workbench的直齿轮接触分析 被引量:16
13
作者 周钊 《湖北汽车工业学院学报》 2011年第4期77-80,共4页
以一对相互啮合的渐开线直齿轮为研究对象,运用ANSYS Workbench建立了直齿轮接触的有限元模型,基于非线性接触算法对齿轮进行有限元分析,列举不同接触刚度取值对应的有限元计算结果并分析结果的收敛性,在此基础上,将仿真与传统理论计算... 以一对相互啮合的渐开线直齿轮为研究对象,运用ANSYS Workbench建立了直齿轮接触的有限元模型,基于非线性接触算法对齿轮进行有限元分析,列举不同接触刚度取值对应的有限元计算结果并分析结果的收敛性,在此基础上,将仿真与传统理论计算结果进行比较,结果表明,利用有限元法分析齿轮接触问题是可行的。 展开更多
关键词 有限元 齿轮 接触应力 接触刚度
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直齿圆柱齿轮温挤压成形的数值模拟 被引量:13
14
作者 李更新 杨永顺 《热加工工艺》 CSCD 北大核心 2004年第7期49-50,共2页
用优化后的凹模结构对直齿圆柱齿轮的温挤压成形进行了数值模拟 ,结果表明 ,以入模角为 180°、挤压筒内径等于直齿轮齿顶圆直径 ,且在齿根圆处不倒角为特点的凹模形式对齿形成形效果良好 ,此种凹模形式能够解决齿形角隅充不满的难... 用优化后的凹模结构对直齿圆柱齿轮的温挤压成形进行了数值模拟 ,结果表明 ,以入模角为 180°、挤压筒内径等于直齿轮齿顶圆直径 ,且在齿根圆处不倒角为特点的凹模形式对齿形成形效果良好 ,此种凹模形式能够解决齿形角隅充不满的难题 。 展开更多
关键词 齿轮 温挤压 数值模拟
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基于CATIA的渐开线直齿轮参数化设计 被引量:15
15
作者 朱子宏 魏宪军 《现代机械》 2009年第1期8-9,共2页
介绍了运用参数化三维软件CATIA对渐开线直齿轮进行参数化三维建模。通过GSD模块中的fog方式生成参数方程建立渐开线,通过镜像、剪切、特征阵列等命令建立齿形轮廓,通过拉伸、开槽等命令建立渐开线直齿轮三维模型。达到了改变基本参数... 介绍了运用参数化三维软件CATIA对渐开线直齿轮进行参数化三维建模。通过GSD模块中的fog方式生成参数方程建立渐开线,通过镜像、剪切、特征阵列等命令建立齿形轮廓,通过拉伸、开槽等命令建立渐开线直齿轮三维模型。达到了改变基本参数立即得到相应的渐开线直齿轮三维模型的参数化驱动化设计,大大提高设计人员的工作效率。 展开更多
关键词 参数化设计 渐开线 齿轮 CATIA
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齿轮几何参数对齿轮传动弹流润滑性能的影响 被引量:9
16
作者 卢立新 阙师鹏 +1 位作者 蔡莹 张和豪 《机械传动》 CSCD 北大核心 1998年第1期24-27,共4页
本文采用热弹性流体动力润滑理论对渐开线直齿轮传动进行热弹流数值分析;计算分析了在给定传动比和中心距条件下,齿轮模数、齿数以及变位系数等几何参数对齿轮润滑性能的影响,获得了齿轮传动沿啮合线的中心油膜厚度、压力、温度以及... 本文采用热弹性流体动力润滑理论对渐开线直齿轮传动进行热弹流数值分析;计算分析了在给定传动比和中心距条件下,齿轮模数、齿数以及变位系数等几何参数对齿轮润滑性能的影响,获得了齿轮传动沿啮合线的中心油膜厚度、压力、温度以及轮齿表面摩擦系数等分布规律。 展开更多
关键词 热弹流润滑 齿轮传动 润滑 几何参数 齿轮
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直齿轮齿廓修形的实验研究 被引量:11
17
作者 孙月海 张策 +1 位作者 陈树勋 黄永强 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第8期634-636,共3页
对 3种不同齿廓修形参数的渐开线直齿轮进行了振动和噪声的传动实验研究。实验结果表明 ,按下述原则设计的修形直齿轮具有较好的减振降噪效果 :不计误差的理论设计修形齿轮的最大综合修形量应能消除含误差齿廓轮齿在啮入和啮出位置产生... 对 3种不同齿廓修形参数的渐开线直齿轮进行了振动和噪声的传动实验研究。实验结果表明 ,按下述原则设计的修形直齿轮具有较好的减振降噪效果 :不计误差的理论设计修形齿轮的最大综合修形量应能消除含误差齿廓轮齿在啮入和啮出位置产生的几何干涉 ,理论设计修形齿轮的静态传动误差应保持最小的幅值变化。 展开更多
关键词 齿轮 齿廓修形 齿轮传动 实验研究
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基于灰色关联分析的直齿轮冷挤压成形工艺参数优化 被引量:13
18
作者 梁强 张贤明 贾艳艳 《塑性工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2021年第1期69-76,共8页
针对直齿轮通过式冷挤压成形后端面加工余量大和齿顶塌角大等多目标优化问题,利用基于FORGE软件的模拟分析,对直齿轮通过式冷挤压成形工艺参数进行优化。采用中心复合实验方法设计了4因素5水平的直齿轮通过式冷挤压成形数值模拟方案,基... 针对直齿轮通过式冷挤压成形后端面加工余量大和齿顶塌角大等多目标优化问题,利用基于FORGE软件的模拟分析,对直齿轮通过式冷挤压成形工艺参数进行优化。采用中心复合实验方法设计了4因素5水平的直齿轮通过式冷挤压成形数值模拟方案,基于灰色关联分析和主成分分析法将多目标优化问题转化为关于灰色关联度的单目标优化问题,并应用响应面法构建主要工艺参数与灰色关联度之间的二阶多项式预测模型,通过在可行变量空间内寻优,确定最优工艺参数组合并进行实际验证。结果表明,该优化方法获得的工艺参数组合可以有效降低成形齿轮下端齿顶塌角和下端面外凸。 展开更多
关键词 齿轮 冷挤压 灰色关联分析 参数优化
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齿轮闭式锻造新工艺方案的数值模拟研究 被引量:10
19
作者 刘全坤 胡成亮 +1 位作者 王强 胡龙飞 《合肥工业大学学报(自然科学版)》 CAS CSCD 北大核心 2005年第9期1035-1038,共4页
齿形充填不满和成形力过高是齿轮闭式锻造典型方案的缺陷。模具几何形状是影响金属塑性流动的主要因素之一,通过改变模具的几何形状可以改变金属的塑性流动。文章通过有限单元法,对3种设计方案进行了二维模拟计算,从数值模拟结果中获得... 齿形充填不满和成形力过高是齿轮闭式锻造典型方案的缺陷。模具几何形状是影响金属塑性流动的主要因素之一,通过改变模具的几何形状可以改变金属的塑性流动。文章通过有限单元法,对3种设计方案进行了二维模拟计算,从数值模拟结果中获得了各方案的应变场和速度场的分布情况,并进行比较分析,得出一种合理可行方案,该方案的坯料沿径向流动速度分布较为均匀;最后,通过三维有限元模拟技术进一步对可行方案进行验证,发现齿轮充填饱满,成形效果较好。 展开更多
关键词 齿轮 闭式锻造 数值模拟 应变场 速度场
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利用机器视觉的直齿轮在线测量方法研究 被引量:13
20
作者 程敏杰 王建文 《机械设计》 CSCD 北大核心 2020年第3期19-22,共4页
快速地对大批量生产齿轮的误差进行在线测量是智能化生产的本质要求,结合机器视觉技术非接触测量直齿轮的加工误差具有重要的意义和可行性。文中借鉴Zernike矩亚像素边缘检测算法,结合图像直方图的最大类间方差方法对在线拍摄的直齿轮... 快速地对大批量生产齿轮的误差进行在线测量是智能化生产的本质要求,结合机器视觉技术非接触测量直齿轮的加工误差具有重要的意义和可行性。文中借鉴Zernike矩亚像素边缘检测算法,结合图像直方图的最大类间方差方法对在线拍摄的直齿轮图像进行最佳全局阈值处理,在提高轮齿边缘检测效率的同时降低了误差。针对Zernike矩亚像素边缘像素宽度较粗的缺点,对采集的图像进行形态学滤波等处理细化了边缘,在此基础上设计开发了一系列算法,得到了齿轮的基本参数和齿距偏差,并进行了误差分析。通过计算结果与实测值之间的对比,证明文中提出的采用机器视觉技术测量齿轮的算法精度较高,可以满足实际生产过程直齿轮在线测量的需要。 展开更多
关键词 齿轮 机器视觉 亚像素边缘 ZERNIKE矩 图像处理
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