机械原理试卷（手动组卷）3

武汉科技大学《机械原理》 题目部分，(卷面共有90题,505.0分,各大题标有题量和总分) 一、填空题(11小题,共22.0分)

1．(2分)在认为摩擦力达极限值条件下计算出机构效率? 后，则从这种效率观点考虑，机器发生自锁的条件是 。 2．(2分) 所 谓 静 力 分 析 是 指 的一种力分析方 法 ，它 一 般 适 用 于 情 况。

3．(2分) 所 谓 动 态 静 力 分 析 是 指 的 一 种 力 分 析 方 法， 它 一 般 适 用 于 情 况。 4．(2分) 对 机 构 进 行 力 分 析 的 目 的 是：(1) ；(2) 。 5．(2分) 绕 通 过 质 心 并 垂 直 于 运 动 平 面 的 轴 线 作 等 速 转 动 的 平 面 运 动 构 件， 其 惯 性 力PI? ， 在 运 动 平 面 中 的惯 性 力 偶 矩

MI= 。

6．(2分)在滑动摩擦系数相同条件下，槽面摩擦比平面摩擦大，其原因是 。 7．(2分)机械中三角带传动比平型带传动用得更为广泛,从摩擦角度来看,其主要原因是 。

8．(2分)设机 器 中 的 实 际 驱 动 力 为P， 在同 样 的 工 作 阻 力 和 不 考 虑 摩 擦 时 的 理 想 驱 动 力 为P0， 则 机 器 效 率 的 计 算 式 是?

= 。

9．(2分) 设 机 器 中 的 实 际 生 产 阻 力 为Q，在 同 样 的 驱 动 力 作 用 下 不 考 虑 摩 擦 时 能 克 服 的 理 想 生 产 阻 力 为 Q0, 则 机 器 效 率 的 计 算 式 。

10．(2分) 在 认 为 摩 擦 力 达 极 限 值 条 件 下 计 算 出 机 构 效 率? 后， 则

是

从 这 种 效 率 观 点 考 虑， 机 器 发 生 自 锁 的 条 件 是 。

??

11．(2分) 设 螺 纹 的 升 角为?， 接 触 面 的 当 量 摩 擦 系 数 为fv ，则 螺 旋 副 自 锁 的 条 件 是 。 二、选择题(30小题,共60.0分)

rrQP1．(1分).右图所示平面接触移动副，为法向作用力，滑块在 力作用下沿v方向运动，

则固定件给滑块的总反力应是图中 所示的作用线和方向。

v

2．(2分)具有自锁性的机构是______运动的。 A、 不能； B、 可以

3．(2分) 在 由 若 干 机 器 并 联 构 成 的 机 组 中， 若 这 些 机 器 中 单 机 效 率 相 等 均 为?0， 则 机 组 的 总 效 率? 必 有 如 下 关 系： 。

A、 ???0; C、 ???0;

B、 ???0;

n (n 为 单 机 台 数)。 ??0 D、 ?4．(2分) 在 由 若 干 机 器 串 联 构 成 的 机 组 中， 若 这 些 机 器 的 单 机 效 率 均 不 相 同， 其 中 最 高 效 率 和 最 低 效 率 分 别 为?max 和?min ，则 机 组

的 总 效 率? 必 有 如 下 关 系： 。

A、 ???min ;

B、 ???ma;x

C、 ?min????ma; D、 ?min????m。x a

5．(2分) 反 行 程 自 锁 的 机 构， 其正 行 程 效 率 ， 反 行 程 效

率 。

A、 ??1; C、 0???1;

B、 ??1;

D、 ??0.

6．(2分) 自 锁 机 构 一 般 是 指 的 机 构。

A、 正 行 程 自 锁； B、 反 行 程 自 锁； C、 正 反行程 都 自 锁。

7．(2分) 在 其 他 条 件 相 同 的 情 况 下， 矩 形 螺 纹 的 螺 旋 与 三 角 螺 纹 的 螺 旋 相 比， 前 者 ?

A、 效 率 较 高， 自 锁 性 也 较 好； B、 效 率 较 低， 但 自 锁 性 较 好； C、 效 率 较 高， 但 自 锁 性 较 差； D、 效 率 较 低， 自 锁 性 也 较 差。

8．(2分)图示斜面机构中设摩擦角为?，要求反行程即滑块下滑时自锁，则应满足 条 件。

A、 Q 为 驱 动 力， ???; B、 Q为 驱 动 力， ???; C、 Q为 阻 力， ???; D、 Q为 阻 力， ???。

9．(2分) 根 据 机 械 效 率 ? ， 判 别 机 械 自 锁 的 条 件 是 。

A、 ??1; B、 0 ???1; C、 ??0; D、 ? 为 ? 。

10．(2分) 考 虑 摩 擦 的 转 动 副， 不 论 轴 颈 在 加 速、 等 速、 减 速 不 同 状 态 下 运 转， 其 总 反 力 的 作 用 线 切 于 摩 擦 圆。 A、 都 不 可 能； B、 不 全 是； C、 一 定 都。

11．(2分)在机械中阻力与 其作用点速度方向 。 A、相 同 ; B、一定相反 ; C、成锐角 ;

D、相反或成钝角 。

12．(2分) 在 机 械 中 驱 动 力 与 其 作 用 点 的 速 度 方 向 。 A、 一 定 同 向；

B、 可 成 任 意 角 度； C、 相 同 或 成 锐 角； D、 成 钝 角。 13．(2分) 在 车 床 刀 架 驱 动 机 构 中， 丝 杠 的 转 动 使 与 刀 架 固 联 的 螺 母 作 移 动， 则 丝 杠 与 螺 母 之 间 的 摩 擦 力 矩 属 于 。 A、驱 动 力； B、生 产 阻 力； C、有 害 阻 力； D、惯 性 力。 14．(2分) 风 力 发 电 机 中 的 叶 轮 受 到 流 动 空 气 的 作 用 力， 此 力 在 机 械 中 属 于 。 A、 驱 动 力； B、 生 产 阻 力；

C、 有 害 阻 力； D、 惯 性 力。

15．(2分) 在 空 气 压 缩 机 工 作 过 程 中， 气 缸 中 往 复 运 动 的 活 塞 受 到 压 缩 空 气 的 压 力， 此 压 力 属 于 。 A、 驱 动 力； B、 生 产 阻 力； C、 有 害 阻 力； D、 惯 性 力。

16．(2分) 在 外 圆 磨 床 中， 砂 轮 磨 削 工 件 时 它 们 之 间 的 磨 削 力 是 属 于 。 A、 驱 动 力； B、 有 害 阻 力； C、 生 产 阻 力； D、 惯 性 力。 17．(2分) 在由 若 干机 器 并 联 构 成 的 机 组 中， 若 这 些 机 器 的 单 机 效 率 均 不相 同，其 中最 高 效 率 和 最 低 效 率 分 别 为?max 和?min， 则 机 组 的 总 效 率? 必 有 如 下 关 系： 。

A、 ???min；

B、 ???ma;x

D、 ?min?C、 ?min????m; a???m。a

18．(2分) 图 示 轴 颈1与 轴 承2 组 成 转 动 副， 细 实 线 的 圆 为 摩 擦 圆， 运

动 着 的 轴 颈1 受 到 外 力（ 驱 动 力) Q的 作 用， 则 轴 颈1 应 作 运 动。

A、 等 速； B、 加 速； C、 减速。

19．(2分) 螺 旋 副 中 的 摩 擦 可 简 化 为 斜 面 滑 块 间 的 摩 擦 来 研 究( 如 图 示)。旋 紧 螺 旋 的 工 作 状 态 所 对 应 的 情 形 为 。

A、 水 平 力P 作 为 驱 动 力，正 行

程；

B、 轴 向 力Q 作 为 驱 动 力， 反 行

程；

C、 水 平 力P 作 为 阻 力， 正 行 程；

D、 轴 向 力Q 作 为 阻 力， 反 行

程。

20．(2分) 图 示 轴 颈1 在 驱 动 力 矩Md 作 用 下 加 速 运 转，Q为 载 荷， 则 轴 颈 所 受 全 反 力R21应 是 图 中 所 示 的 。

1) A； 2) B； 3) C； 4) D； 5) E。

21．(2分) 图 示 轴 颈1 在 驱 动 力 矩Md 作 用 下 等 速 运 转，Q 为 载 荷， 图 中 半 径 为? 的 细 线 圆 为 摩 擦 圆， 则 轴 承2作 用 到 轴 颈1 上 的 全 反 力R21 应 是 图 中 所 示 的 作 用 线。

1) A； 2) B； 3) C； 4) D； 5) E。

Q 为 外 力( 驱 22．(3分) 图 示 正 在 转 动 的 轴 颈1与 轴 承2 组 成 转 动 副。

动 力)， 摩 擦 圆 的 半 径 为?。 则 全 反 力R21 应 在 位 置 。 1) A； 2) B ； 3) C； 4) D； 5) E。

23．(2分) 图 示直 径 为d 的 轴 颈1 与 轴 承2组 成 转 动 副， 摩 擦 圆 半 径 为

?， 载 荷 Q， 驱 动 力 矩 为Md。 为 使 轴 颈 等 速 转 动， 则 驱 动 力

矩 。

d; 2dB、Md ? Q;

2A、Md ? QC、Md ? Qr; D、Md ? Qr?

24．(2分) 在 带 传 动 中， 三 角 胶 带 作 用 于 从 动 带 轮 上 的 摩 擦 力 是 属 于 。 A、 驱 动 力； B、 有 害 阻 力； C、 生 产 阻 力； D、 惯 性 力。

25．(2分) 图 示 直 径 为d 的 轴 颈1与 轴 承2组 成 转 动 副， 摩 擦 圆 半 径 为

?， 载 荷 为 Q， 驱 动力 矩 为

Md，欲 使 轴 颈 加 速 转 动， 则 应

使 。

d， 2dB、Md?Q，

2A、Md=QC、Md=Q?， D、Md?Q?。

26．(2分) 在 机 械 中， 因 构 件 作 变 速 运 动 而 产 生 的 惯 性 力 。 A、 一 定 是 驱 动 力； B、 一 定 是 阻 力；

C、 在 原 动 机 中 是 驱 动 力，在 工 作 机 中 是 阻 力；

D、 无 论 在 什 么 机 器 中，它 都 有 时 是 驱 动 力， 有 时 是 阻 力。

27．(2分) 图 示 轴 颈1 与 轴 承2 组 成 转 动 副， 细 实 线 的 圆 为 摩 擦 圆，

运 动 着 的 轴 颈1 受 着 外 力(驱 动 力) Q 的 作 用， 则 轴 颈1 应 作 运 动。

A、 等 速； B、 加 速； C、 减 速。

28．(2分) 图 示 槽 面 接 触 的 移 动 副， 若 滑 动 摩 擦 系 数 为f， 则 其 当

量 摩 擦 系 数

fv? 。

A、fsin? B、f/sin? C、fcos? D、f/cos?

Q 为 法 向 作 用 力， 滑 块 在P 力 作 用 29．(2分) 图 示 平 面 接 触 移 动 副，

下 沿

v方 向 运 动， 则 固 定 件 给 滑 块 的 总 反 力 应 是 图 中

所 示

的 作 用 线 和 方 向。

v30．(2分) 轴 颈1与 轴 承2 组 成 转 动 副， 细 实 线 的 圆 为 摩 擦 圆， 轴 颈

1 受 到 外 力( 驱 动 力 ) Q的 作 用， 则 轴 颈1 应 作 运 动。

A、 等 速； B、 加 速； C、 减 速。

三、问答题(14小题,共56.0分)

1．(6分)以转动副联接的两构件，当外力(驱动力)分别作用在摩擦圆之内、之外，或与该摩擦圆相切时，两构件将各呈何种相对运动状态？

2．(5分) 图 示 由 A、B、C、D 四 台 机 器 组 成 的 机 械 系 统， 设 各 单 机 效 率 分 别 为?A、?B、?C、 ?D， 机 器C、D 的 输 出 功 率 分 别 为NC 和ND。

(1) 试 问 该 机 械 系 统 属 于 串 联、 并 联 还 是 混 联 方 式？ (2) 写 出 机 械 系 统 应 输 入 总 功 率 N 的 计 算 式。

3．(2分) 举 出 在 工 程 实 际 中 驱 动 力 的 一 个 例 子。 4．(2分)举 出 在 工 程 实 际 中 生 产 阻 力 的 一 个 例 子。

5．(5分)以 转 动 副 联 接 的 两 构 件， 当 外 力( 驱 动 力) 分 别 作 用 在 摩 擦 圆 之 内、 之 外， 或 与 该 摩 擦 圆 相 切 时， 两 构 件 将 各 呈 何 种 相 对 运 动 状 态？

6．(5分)图 示 轴 颈1在 轴 承 2 中 沿? 方 向 转 动，Q为 驱 动 力，? 为 摩 擦

圆 半 径。

(1) 试 判 断 图 A、B、C 中 哪 个 图 的 总 反 力R21 是 正 确 的？

(2) 针 对 正 确 图 形， 说 明 轴 颈 是 匀 速、 加 速、 减 速 运 动 还 是 自 锁？

7．(5分)图a、b 给 出 运 转 着 轴 颈 受 力 的 两 种 情 况，Q 为 外 力，? 为 摩

擦 圆 半 径。 试 画 出 轴 承 对 轴 颈 的 总 反 力R21， 并 说 明 在 此 两 种 情 况 下 该 轴 的 运 动 状 态 ( 匀 速、 加 速 或 减 速 转 动)。

rr

8．(5分) 图 示 径 向 轴 承， 细 线 表 示 摩 擦 圆， 初 始 状 态 静 止 不 动。 (1) 在 Q 力 作 用 下， 两 图 中 轴 颈 的 运 动 状 态 将 是 怎 样 的 ( 静 止、 减

速、 等 速、 加 速)？

(2) 在 两 图 上 画 出 轴 承 对 轴 颈 的 反 力R21。

rr

9．(2分) 若 机 器 的 输 出 功 为Ar， 损 耗 功 为Af， 试 写 出 用Ar，Af 表 达 的

机 器 输 入 功Ad， 并 给 出 机 器 效 率? 的 公 式。

10．(5分) 图 示 为 由 A、B、C、D 四 台 机 器 组 成 的 机 械 系统，设 各 单 机 效 率 分 别 为?A、?B、?C、 ?D， 机 器B、D 的 输 出 功 率 分 别 为NB 和

ND。

(1) 试 问 该 机 械 系 统 是属 串 联、 并 联 还 是 混联 方 式？ (2) 写 出 该 系 统 应 输 入 总 功 率N 的 计 算 式。

11．(5分) 图 示 为 由 机 械A、B、C组 成 的 机 械 系 统， 它 们 的 效 率 分 别 为?A、?B、?C， 输 出 功 率 分 别 为NA、NB、NC。

(1) 试 问 该 机 械 系 统 是 属 于串 联、 并 联 还 是 混 联 系 统？

(2) 写 出 该 系 统 应 输 入 总 功 率N 的 计 算 式。

12．(2分) 具 有 自 锁 性 的 机 构 其 正、 反 行 程 的 机 械 效 率 是 否 相 等？ 为 什 么？

13．(2分)图 示 滑 块1 受 到 驱 动 力P的 作 用， 移 动 副 间 的 摩 擦 系 数 为f。

试：

(1) 在 图 上标 出 压 力 角?； (2) 写 出 自 锁 条 件。

r 14．(5分) 何 谓 机 械 自 锁？ 举 出 两 种 工 程 中 利 用 机 械 自 锁 完 成 工 作 要 求 的 实 例。

四、图解题(26小题,共287.0分)

1．(12分)图示为一曲柄滑块机构的一个工作位置，F为作用于活塞上的驱动力，转动副A及B上所画的虚线小圆为摩擦圆，试确定机构在此位置时作用在连杆AB上的作用力的真实方向（力的方向直接标在图上，连杆本身重量及惯性力忽略不计）

2．(10分) 图 示 机 构 中， 已 知 驱 动 力P 作 用 在 构 件1 上， 阻 力 矩Mr , 各 转 动 副 轴 颈 半 径 均 为 r ， 各 处 摩 擦 系 数 均 为f 。 试 在 图 上 画 出 各 运 动 副 总 反 力 的 作 用 线 位 置 及 指 向。

3．(15分) 在 图 示 机 构 中， 已 知 生 产 阻 力 Q 和 驱 动 力 P 的 作 用 线， 运

动 副 处 小 圆 为 摩 擦 圆， 移 动 副 的 摩 擦 角 为 边 形， 表 示 P 力)。

?， 试 画 出 各 运 动 副 处

全 反 力 的 方 向 和 作 用 位 置， 并 用 图 解 法 求 出 驱 动 力 P ( 画 出 力 多

4．(15分) 图 示 导 杆 机 构， 已 知 移 动 副 摩 擦 角 为?，A、B、C 处 细 实 线 圆 为 摩 擦 圆， 生 产 阻 力 矩Mr。 试：

(1) 在 图 上 画 出 运 动 副 反 力

R23，R43，R41 作 用 线 位 置 及 指 向；

(2) 求 加 于 构 件1 上 的 驱 动 力 矩Md ( 用 计 算 式 表 示 )。

5．(15分) 图 为 导 杆 机 构 运 动 简 图。 杆 1 主 动， 在 杆 3 的 D 点 作 用 生 产 阻 力 Q。 要 求 在 图 上 画 出 运 动 副 反 力R23、R43、R41 的 作 用 线 及 方

向， 并 写 出 应 加 于 构 件 1 上 驱 动 力 矩 Md 的 计 算 式， 指 出 方 向。 图

中 已 画 出 用 细 线 圆 表 示 的 摩 擦 圆 与 摩 擦 角。

6．(15分)图示机构运动简图比例尺为?l,杆1为主动件，摩擦圆(用细实线画的图)及摩擦角见 图示，生产阻力Q 作用在杆2的D点。

(1)在图上画出运动副反力R32、R12、R41 的作用线和方向；

(2)写出构件2的力矢量方程式，并画出力多边形( Q力长度取22 mm);

(3)写出应加在主动件1上的驱动力矩Md计算 式,并在图上标注方向。

7．(15分) 图 示 机 构 中， 已 知：lOB?20 mm，lBC?60 mm， 生 产 阻 力 Q =

200 N， 设 在O、B、 C 处 的 摩 擦 圆 半 径?=5 mm。 滑 块3 的 移 动 副 摩 擦 可 忽 略， 试 用 图 解 法 求 出 所 需 的 驱 动 力 矩 Md。

8．(20分) 已 知 机 构 位 置 图、 摩 擦 圆 半 径?、 摩 擦 角? 如 图 所 示。 图 中

Q 为 已 知 生 产 阻 力。 试

(1) 在 图 中 画 出 各 运 动 副 总 反 力 作 用 线 ( 方 向、 位 置 及 指 向 ); (2) 求 出 机 构 在 图 示 位 置 的 驱 动 力P 及 瞬 时 效 率? 。

?l?0.002 m/mm

9．(15分) 图 示 为 偏 心 圆 凸 轮 杠 杆 机 构 运 动 简 图， 转 动 副 的 摩 擦 圆 半 径? = 5 mm，滑 动 副 处 摩 擦 角? = 15?。 试 用 图 解 法 求 在 图 示 位 置 时， 为 提 起 Q=150 N 的 重 物 所 应 加 于 凸 轮1 上 的 平 衡 力 矩 M1 ( 方 向、 大 小)。

10．(10分) 图示杠杆机构。A、B 处细线圆为摩擦圆。试 用 图 解 法 画 出 在 驱 动力作 用 下 提 起 重 物 W 时， 约 束 总 反 力R21、R31 的 作 用 线。

11．(10分) 在 图 示铰 链 机 构 中， 铰 链 处 各 细 线 圆为 摩 擦 圆，Md 为 驱

动 力 矩，Pr 为 生 产 阻 力。 在 图 上 画 出 下 列 约 束 反 力 的 方 向 与 作 用 位 置：R12、R32、R43、R41。

12．(10分) 在 图 示 机 构 中， 构 件1 为 主 动 件， 细 线 大 圆 为 转 动 副 中 的 摩 擦 圆， 移 动 副 中 的 摩 擦 角??10?，Pr 为 生 产 阻 力。

(1) 试 在 图 上 画 出 各 运 动 副 处 的 反 力； (2) 求 出 应 加 于 构 件方 向 )。

1 上 的 平 衡 力 矩Mb ( 写 出 其 计 算 式 并 说 明 其

?13．(10分) 图 示 四 杆 机 构 中，

向 。

P为 驱 动 力， Q 为阻 力。 摩 擦 圆 如 图 所

?示， 摩 擦 角 为?， 试 在 图 中 画 出 各 运 动 副 中 的 总 反 力 的 作 用 线 和 方

14．(10分) 图 示 为 平 底 从 动 件 偏 心 圆 凸 轮 机 构，Q 为 生 产 阻 力， 转

动 副 的 摩 擦 圆 及 滑 动 摩 擦 角? 已 示 于 图 中。 试

(1)在 图 中 画 出 各 运 动 副 反 力 的 作 用 线 及 方 向；

(2)写 出 应 加 于 凸 轮 上 驱 动 力 矩Md的 表 达 式， 并 在 图 中 标 出 方 向。（注： 不 必 求 解 各 力 大 小 及 力 矩 大 小。)

15．(10分) 图 示 机 构 中， 设 构 件 1 为 原 动 件，Md 和 Q 分 别 为 驱 动 力 矩 及 生 产 阻 力， 图 示 细 线 圆 为 摩 擦 圆，? 为 摩 擦 角。 试 在 机 构 图 中 画

出 该 位 置 时 各 运 动 副 中 的 总 反 力 ( 包 括 指 向 与 作 用 线 位 置)。

16．(10分) 图 示 的 凸 轮 机 构 中。 凸 轮 1 在 主 动 力 矩 M1 作 用 下 沿 逆 时 针 方 向 转 动。Q 是 作 用 在 构 件 2 上 的 已 知 阻 力。 设 铰 链 A、C 的 摩 擦 圆 及 B 点 处 的 摩 擦 角? 均 为 已 知 ( 如 图 )， 不 计 重 力 及 惯 性 力。 试 在 图 中 画 出 运 动 副 A、B、C 中 的 作 用 力 的 作 用 线 及 方 向。 画 出 构 件 2 的 力 多 边 形。 写 出 计 算 驱 动 力 矩 M1 的 表 达 式。

l

17．(15分) 图 示 连 杆 机 构。A、B、C 处 的 细 实 线 圆 为 转 动 副 的 摩 擦 圆， 移 动 副 的 摩 擦 角? ( 自 己 设 定 ) ,Q 为 生 产 阻 力，P 为 驱 动 力。 设 Q

为 已 知， 试

(1) 在 机 构 图 中 画 出 各 运 动 副 的 总 反 力R41，R21，R43，R23； (2) 写 出 构 件1、3 的 力 平 衡 方 程 式， 并 画 出 力 矢 量 多 边 形。

18．(10分)在图示机构中，已画出各转动副处的摩擦圆，运动简图比例尺为?l，不计移动副

的摩擦，P3为工作阻力。试在图上画出运动副全反力R41、R12、R23、R43的作用线和方向，并写出应加于构件1上驱动力矩Md的计算式。

19．(15分) 图 示 铰 链 四 杆 机 构。 已 知 机 构 尺 寸， 生 产 阻 力Pr， 各 转 动 副 的 摩 擦 圆 如 图 中 细 线 圆 所 示。 试 在构 件 图 上 画 出 各 运 动 副 反 力， 并 写 出 加 于 构 件1 上 的 驱 动 力 矩M d的 表 达 式( 指 出 方 向)。

20．(5分) 图 示 机 构 中， 各 摩 擦 面 间 的 摩 擦 角 均 为?，Q 为 生 产 阻 力，P 为 驱 动 力。 试 在 图 中 画 出 各 运 动 副 的 总 反 力：R32、R12、R31( 包

括 作 用 线 位 置 与 指 向）。

21．(10分) 如 图 示 铰 链 四 杆 机 构， 设 构 件1 为 主 动 件，P 为 驱 动 力， 细 线 为 摩 擦 圆， 试 确 定 机 构 在 图 示 位 置 时， 运 动 副B、C、D 中 的 总 反 力( 直 接 画 在 本 图 上 )。 并 判 断 在 外 力P 作 用 下 能 否 运 动？ 为 什 么？

?RBb?0RB?(2)?MA?0PLmLmbLmbP

(3)

?MB?0PLm?RAb?0RA?P

(4)不自锁条件P?bR?Rgf(4)

ABbb?2Lmf 即b?40mm

9．(10分)[答案]

(1)画出各运动副反力作用线的方向如图示。(1)

P?2LmPf

(2)对R42作用点取矩：

R12?lAB?2???R32?lBC?2??

P?Q

lBC?2?30?6?1000??2571.43N

lAB?2?20?6

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