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汽車機(jī)械基礎(chǔ)課程學(xué)習(xí)平臺學(xué)銀在線/detail/241541013中國大學(xué)MOOC/course/WXIC-10023760033.13.23.33.4平面機(jī)構(gòu)的組成平面連桿機(jī)構(gòu)凸輪機(jī)構(gòu)其他常用機(jī)構(gòu)運(yùn)動副及其分類、機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖的繪制、平面機(jī)構(gòu)的自由度平面連桿機(jī)構(gòu)概述、鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的基本形式及應(yīng)用、鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)基本類型的判別、鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的演化、四桿機(jī)構(gòu)的基本特性凸輪機(jī)構(gòu)的應(yīng)用及分類、從動件常用運(yùn)動規(guī)律、凸輪機(jī)構(gòu)的傳力特性間歇運(yùn)動機(jī)構(gòu)、螺旋機(jī)構(gòu)項(xiàng)目三
汽車常用機(jī)構(gòu)3.1平面機(jī)構(gòu)的組成能力目標(biāo):能夠繪制平面機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖能夠分析計算平面機(jī)構(gòu)的自由度
要回答以上問題,首先要了解汽車常用機(jī)構(gòu)。機(jī)構(gòu)是具有確定相對運(yùn)動的構(gòu)件的組合。組成機(jī)構(gòu)之后,可以按照預(yù)定的要求進(jìn)行有規(guī)律的運(yùn)動。
駕駛員轉(zhuǎn)動方向盤時車輪為什么也會隨著旋轉(zhuǎn)?想讓汽車停下來為什么要使用手剎才能將車鎖???汽車的氣門是如何開啟和閉合的呢?3.1平面機(jī)構(gòu)的組成任務(wù)導(dǎo)入任務(wù)分析1.構(gòu)件和運(yùn)動副一運(yùn)動副及其分類(一)運(yùn)動副和約束
構(gòu)件(機(jī)構(gòu)的組成部分)作為一個整體參與機(jī)構(gòu)運(yùn)動的剛性單元體稱為構(gòu)件。
一個構(gòu)件,可以是不能拆開的單一整體,也可能是由若干個不同零件組裝起來的剛性體。例如:3.1平面機(jī)構(gòu)的組成一運(yùn)動副及其分類
運(yùn)動副由兩個構(gòu)件直接接觸而產(chǎn)生一定相對運(yùn)動的聯(lián)接稱為運(yùn)動副。兩構(gòu)件上參與接觸構(gòu)成運(yùn)動副的部分稱為運(yùn)動副元素。運(yùn)動副是機(jī)械原理中最重要的概念之一對運(yùn)動副的理解要把握以下三點(diǎn):以上是機(jī)構(gòu)的兩大組成要素可以說:機(jī)構(gòu)是由運(yùn)動副逐一聯(lián)接各個構(gòu)件組成的。(1)運(yùn)動副是一種聯(lián)接;(2)運(yùn)動副由兩個構(gòu)件組成;(3)組成運(yùn)動副的兩個構(gòu)件之間有相對運(yùn)動。3.1平面機(jī)構(gòu)的組成一運(yùn)動副及其分類2.運(yùn)動副的分類
組成機(jī)構(gòu)的運(yùn)動副的類型決定機(jī)構(gòu)的運(yùn)動形式。運(yùn)動副有多種類型,對運(yùn)動副進(jìn)行正確的分類,在機(jī)構(gòu)設(shè)計和綜合中是非常重要的。
平面機(jī)構(gòu)中的運(yùn)動副稱為平面運(yùn)動副,根據(jù)其接觸形式不同,可分為低副和高副。3.1平面機(jī)構(gòu)的組成一運(yùn)動副及其分類低副:若兩構(gòu)件通過面接觸構(gòu)成的運(yùn)動副稱為低副。移動副:兩構(gòu)件間只能產(chǎn)生相對移動平面低副按兩構(gòu)件間相對運(yùn)動形式的不同還可以分為移動副和轉(zhuǎn)動副。轉(zhuǎn)動副:兩構(gòu)件間只能產(chǎn)生相對轉(zhuǎn)動3.1平面機(jī)構(gòu)的組成一運(yùn)動副及其分類高副:兩構(gòu)件通過點(diǎn)或線接觸的運(yùn)動副稱為高副。3.1平面機(jī)構(gòu)的組成齒輪副凸輪副除了平面運(yùn)動副外,還有空間運(yùn)動副球銷副螺旋副圓柱套筒副球面高副一運(yùn)動副及其分類3.1平面機(jī)構(gòu)的組成一運(yùn)動副及其分類(二)構(gòu)件的分類機(jī)架:機(jī)構(gòu)中視作固定不動的構(gòu)件,它支承著其他可動構(gòu)件。如下圖構(gòu)件4。原動件:機(jī)構(gòu)中接受外部給定運(yùn)動規(guī)律的可動構(gòu)件。如下圖構(gòu)件1。從動件:機(jī)構(gòu)中隨原動件而運(yùn)動的可動機(jī)構(gòu)。如下圖構(gòu)件2、3。A1B2C3D43.1平面機(jī)構(gòu)的組成
為了便于研究機(jī)構(gòu)的運(yùn)動,可以撇開構(gòu)件、運(yùn)動副的外形和具體構(gòu)造,而只用簡單的線條和符號代表構(gòu)件和運(yùn)動副,并按比例定出各運(yùn)動副位置,表示機(jī)構(gòu)的組成和傳動情況。這樣繪制出能夠準(zhǔn)確表達(dá)機(jī)構(gòu)運(yùn)動特性的簡明圖形就稱為機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖。
只是為了表明機(jī)構(gòu)的運(yùn)動狀態(tài)或各構(gòu)件的相互關(guān)系,也可以不按比例來繪制運(yùn)動簡圖,通常把這樣的簡圖稱為機(jī)構(gòu)示意圖。二機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖的繪制3.1平面機(jī)構(gòu)的組成常用運(yùn)動副及其簡圖運(yùn)動副符號
轉(zhuǎn)動副3.1平面機(jī)構(gòu)的組成二機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖的繪制運(yùn)動副符號移動副3.1平面機(jī)構(gòu)的組成二機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖的繪制齒輪副122122凸輪副3.1平面機(jī)構(gòu)的組成二機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖的繪制螺旋副球面副3.1平面機(jī)構(gòu)的組成二機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖的繪制
繪制機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖的步驟:
1.在繪制機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖時,首先確定機(jī)構(gòu)的原動件和執(zhí)行件,兩者之間為傳動部份,由此確定出組成機(jī)構(gòu)的所有構(gòu)件,然后確定構(gòu)件間運(yùn)動副的類型。3.1平面機(jī)構(gòu)的組成
2.為將機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖表示清楚,恰當(dāng)?shù)剡x擇投影面。一般選擇與多數(shù)構(gòu)件的運(yùn)動平面相平行的面為投影面,必要時也可以就機(jī)械的不同部分選擇兩個或兩個以上的投影面,然后展開到同一平面上??傊?,繪制機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖要以正確、簡單、清晰為原則。
3.選擇適當(dāng)?shù)谋壤?,根?jù)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動尺寸定出各運(yùn)動副之間的相對位置,然后用規(guī)定的符號畫出各類運(yùn)動副,并將同一構(gòu)件上的運(yùn)動副符號用簡單線條連接起來,這樣便可繪制出機(jī)構(gòu)的運(yùn)動簡圖。二機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖的繪制3.1平面機(jī)構(gòu)的組成二機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖的繪制3.1平面機(jī)構(gòu)的組成顎式破碎機(jī)圖2-6二機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖的繪制二機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖的繪制3.1平面機(jī)構(gòu)的組成縫紉機(jī)踏板機(jī)構(gòu)二機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖的繪制3.1平面機(jī)構(gòu)的組成例題
1.什么是運(yùn)動副?平面運(yùn)動副分為哪幾類?各種平面運(yùn)動副的約束性質(zhì)如何?2.
題2圖所示為一手搖唧筒,試?yán)L制其機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖。3.題3圖所示為一縫紉機(jī)下針機(jī)構(gòu),試?yán)L制其機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖。
二機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖的繪制3.1平面機(jī)構(gòu)的組成
題2圖手搖唧筒
二機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖的繪制3.1平面機(jī)構(gòu)的組成題3圖縫紉機(jī)下針機(jī)構(gòu)
二機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖的繪制3.1平面機(jī)構(gòu)的組成4.試?yán)L制如題4圖所示四種機(jī)構(gòu)的運(yùn)動簡圖。
二機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖的繪制3.1平面機(jī)構(gòu)的組成二機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖的繪制三平面機(jī)構(gòu)的自由度3.1平面機(jī)構(gòu)的組成1.平面機(jī)構(gòu)自由度的計算公式(1)自由度與約束構(gòu)件獨(dú)立運(yùn)動的數(shù)目稱為自由度。對構(gòu)件運(yùn)動的限制作用稱為約束。xyzxyz3.1平面機(jī)構(gòu)的組成(2)機(jī)構(gòu)自由度機(jī)構(gòu)獨(dú)立運(yùn)動的數(shù)目稱為機(jī)構(gòu)的自由度。什么是獨(dú)立運(yùn)動?三平面機(jī)構(gòu)的自由度3.1平面機(jī)構(gòu)的組成什么是機(jī)構(gòu)的獨(dú)立運(yùn)動?三平面機(jī)構(gòu)的自由度3.1平面機(jī)構(gòu)的組成什么是機(jī)構(gòu)的自由度?機(jī)構(gòu)的自由度=機(jī)構(gòu)的獨(dú)立運(yùn)動數(shù)目
平面機(jī)構(gòu)獨(dú)立運(yùn)動的數(shù)目為:所有活動構(gòu)件的自由度的和減去所有運(yùn)動副引入約束數(shù)目的和。
對于具有n個活動構(gòu)件的平面機(jī)構(gòu),若各構(gòu)件之間共構(gòu)成了PL個低副和PH個高副,則它們共引入(2PL+PH)個約束。機(jī)構(gòu)的自由度F顯然應(yīng)為:
F=3n-(2PL+PH)=3n-2PL-PH這是機(jī)構(gòu)自由度的計算公式。三平面機(jī)構(gòu)的自由度3.1平面機(jī)構(gòu)的組成2、機(jī)構(gòu)自由度的意義及機(jī)構(gòu)具有確定運(yùn)動的條件
所謂機(jī)構(gòu)的自由度,實(shí)質(zhì)上就是機(jī)構(gòu)具有確定位置時所必須給定的獨(dú)立運(yùn)動參數(shù)的數(shù)目。機(jī)構(gòu)的自由度數(shù)也就是機(jī)構(gòu)應(yīng)當(dāng)具有的原動件數(shù)目。計算下列機(jī)構(gòu)的自由度:n=2,PL=3,PH=0
F=3n-2PL-PH=3×2-2×3=0n=3,PL=5,PH=0
F=3n-2PL-PH=3×3-2×5=-1n=3,PL=4,PH=0
F=3n-2PL-PH=3×3-2×4=1n=4,PL=5,PH=0
F=3n-2PL-PH=3×4-2×5=2三平面機(jī)構(gòu)的自由度3.1平面機(jī)構(gòu)的組成討論:n=2,PL=3,PH=0
F=3n-2PL-PH=3×2-2×3=0n=3,PL=5,PH=0
F=3n-2PL-PH=3×3-2×5=-1(1)若機(jī)構(gòu)自由度F≤0,則機(jī)構(gòu)不能動;三平面機(jī)構(gòu)的自由度3.1平面機(jī)構(gòu)的組成(2)若F>0,而原動件數(shù)>F,則構(gòu)件間不能運(yùn)動或產(chǎn)生破壞。n=3,PL=4,PH=0
F=3n-2PL-PH=3×3-2×4=1三平面機(jī)構(gòu)的自由度3.1平面機(jī)構(gòu)的組成(3)若F>0,而原動件數(shù)<F,則構(gòu)件間的運(yùn)動是不確定的;n=4,PL=5,PH=0
F=3n-2PL-PH=3×4-2×5=2機(jī)構(gòu)具有確定運(yùn)動的條件:
機(jī)構(gòu)的原動件數(shù)應(yīng)等于機(jī)構(gòu)的自由度數(shù)。
三平面機(jī)構(gòu)的自由度3.1平面機(jī)構(gòu)的組成例試計算下列機(jī)構(gòu)的自由度,并判斷其運(yùn)動是否確定。
三平面機(jī)構(gòu)的自由度3.1平面機(jī)構(gòu)的組成三平面機(jī)構(gòu)的自由度3.1平面機(jī)構(gòu)的組成3、計算機(jī)構(gòu)自由度時應(yīng)注意的事項(xiàng)(1)復(fù)合鉸鏈由兩個以上構(gòu)件在同一處構(gòu)成的重合轉(zhuǎn)動副稱為復(fù)合鉸鏈。由m個構(gòu)件構(gòu)成的復(fù)合鉸鏈應(yīng)當(dāng)包含(m-1)個轉(zhuǎn)動副。三平面機(jī)構(gòu)的自由度3.1平面機(jī)構(gòu)的組成
例計算圖示機(jī)構(gòu)的自由度。
三平面機(jī)構(gòu)的自由度3.1平面機(jī)構(gòu)的組成(2)局部自由度不影響機(jī)構(gòu)整體運(yùn)動的自由度,稱為局部自由度。在計算機(jī)構(gòu)自由度時,局部自由度應(yīng)當(dāng)舍棄不計。三平面機(jī)構(gòu)的自由度3.1平面機(jī)構(gòu)的組成(3)虛約束在機(jī)構(gòu)運(yùn)動中,有些約束對機(jī)構(gòu)自由度的影響是重復(fù)的。三平面機(jī)構(gòu)的自由度3.1平面機(jī)構(gòu)的組成平面機(jī)構(gòu)中的虛約束常出現(xiàn)要下列場合:
①兩構(gòu)件在多處構(gòu)成移動副,且導(dǎo)路重合或平行。
②兩構(gòu)件在多處構(gòu)成轉(zhuǎn)動副,且軸線重合。③法線始終重合的高副。三平面機(jī)構(gòu)的自由度3.1平面機(jī)構(gòu)的組成④兩構(gòu)件在相聯(lián)接點(diǎn)的軌跡重合。三平面機(jī)構(gòu)的自由度3.1平面機(jī)構(gòu)的組成⑤機(jī)構(gòu)中對傳遞運(yùn)動不起獨(dú)立作用的對稱部分。三平面機(jī)構(gòu)的自由度3.1平面機(jī)構(gòu)的組成⑥如果機(jī)構(gòu)中兩活動構(gòu)件上某兩點(diǎn)的距離始終保持不變,此時若用具有兩個轉(zhuǎn)動副的附加構(gòu)件來連接這兩個點(diǎn),則將會引入一個虛約束。帶虛約束的桿機(jī)構(gòu)三平面機(jī)構(gòu)的自由度3.1平面機(jī)構(gòu)的組成虛約束的本質(zhì)是什么?從運(yùn)動的角度看,虛約束就是“重復(fù)的約束”或者是“多余的約束”。機(jī)構(gòu)中為什么要使用虛約束?a.使受力狀態(tài)更合理b.使機(jī)構(gòu)平衡c.考慮機(jī)構(gòu)在特殊位置的運(yùn)動三平面機(jī)構(gòu)的自由度3.1平面機(jī)構(gòu)的組成例題分析
例計算圖示機(jī)構(gòu)的自由度,并指出復(fù)合鉸鏈、局部自由度和虛約束。
三平面機(jī)構(gòu)的自由度3.1平面機(jī)構(gòu)的組成三平面機(jī)構(gòu)的自由度3.1平面機(jī)構(gòu)的組成例三平面機(jī)構(gòu)的自由度3.1平面機(jī)構(gòu)的組成例
如圖所示,已知:DE=FG=HI,且相互平行;DF=EG,且相互平行;DH=EI,且相互平行。計算此機(jī)構(gòu)的自由度(若存在局部自由度、復(fù)合鉸鏈、虛約束請標(biāo)出)。三平面機(jī)構(gòu)的自由度3.1平面機(jī)構(gòu)的組成三平面機(jī)構(gòu)的自由度3.1平面機(jī)構(gòu)的組成例計算圖所示機(jī)構(gòu)的自由度(若存在局部自由度、復(fù)合鉸鏈、虛約束請標(biāo)出)。三平面機(jī)構(gòu)的自由度3.1平面機(jī)構(gòu)的組成局部自由度虛約束三平面機(jī)構(gòu)的自由度3.1平面機(jī)構(gòu)的組成總結(jié)1、平面機(jī)構(gòu)的組成2、運(yùn)動副的形式和符號3、機(jī)構(gòu)中構(gòu)件的分類,繪制簡單機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖4、計算平面機(jī)構(gòu)的自由度每天積累一點(diǎn)點(diǎn)理想便會距離我們越來越近!課程學(xué)習(xí)平臺學(xué)銀在線/detail/241541013中國大學(xué)MOOC/course/WXIC-1002376003汽車機(jī)械基礎(chǔ)課程學(xué)習(xí)平臺學(xué)銀在線/detail/241541013中國大學(xué)MOOC/course/WXIC-10023760033.13.23.33.4平面機(jī)構(gòu)的組成平面連桿機(jī)構(gòu)凸輪機(jī)構(gòu)其他常用機(jī)構(gòu)運(yùn)動副及其分類、機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖的繪制、平面機(jī)構(gòu)的自由度平面連桿機(jī)構(gòu)概述、鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的基本形式及應(yīng)用、鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)基本類型的判別、鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的演化、四桿機(jī)構(gòu)的基本特性凸輪機(jī)構(gòu)的應(yīng)用及分類、從動件常用運(yùn)動規(guī)律、凸輪機(jī)構(gòu)的傳力特性間歇運(yùn)動機(jī)構(gòu)、螺旋機(jī)構(gòu)項(xiàng)
目三
汽車常用機(jī)構(gòu)3.2平面連桿機(jī)構(gòu)能力目標(biāo):能夠準(zhǔn)確分析常用四桿機(jī)構(gòu)的類型;能夠準(zhǔn)確分析常用四桿機(jī)構(gòu)及演化機(jī)構(gòu)的運(yùn)動特點(diǎn)。
汽車前輪轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)是一個平面連桿機(jī)構(gòu),由桿件和低副連接而成,能進(jìn)行多種運(yùn)動的變換以及實(shí)現(xiàn)一些比較簡單的運(yùn)動規(guī)律和運(yùn)動軌跡。
最簡單連桿機(jī)構(gòu)是由四個構(gòu)件組成,稱為四桿機(jī)構(gòu)。它應(yīng)用廣泛,是組成多桿機(jī)構(gòu)的基礎(chǔ)。
汽車前輪轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)是如何驅(qū)使前輪轉(zhuǎn)動來實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)向的?這個機(jī)構(gòu)由哪些構(gòu)件組成,是什么類型的機(jī)構(gòu)?3.2平面連桿機(jī)構(gòu)任務(wù)導(dǎo)入任務(wù)分析一平面連桿機(jī)構(gòu)概述3.2平面連桿機(jī)構(gòu)1、連桿機(jī)構(gòu)-由若干剛性構(gòu)件用低副(轉(zhuǎn)動副、移動副)聯(lián)接而成的機(jī)構(gòu)稱為連桿機(jī)構(gòu)。一平面連桿機(jī)構(gòu)概述3.2平面連桿機(jī)構(gòu)2、連桿機(jī)構(gòu)可分為空間連桿機(jī)構(gòu)和平面連桿機(jī)構(gòu)。平面連桿機(jī)構(gòu):所有構(gòu)件都在同一平面或相互平行的平面內(nèi)運(yùn)動的機(jī)構(gòu)。3、鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)-平面四桿機(jī)構(gòu)中的運(yùn)動副都是轉(zhuǎn)動副。二鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的基本形式及應(yīng)用3.2平面連桿機(jī)構(gòu)連桿:不與機(jī)架相連的構(gòu)件
鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)機(jī)架:固定不動的構(gòu)件連架桿:與機(jī)架相連的構(gòu)件搖桿:若連架桿可繞機(jī)架在小于一周的范圍內(nèi)作往復(fù)擺動,則稱為搖桿機(jī)架連桿A1B2C3D4連架桿連架桿曲柄:若連架桿可繞機(jī)架作整周轉(zhuǎn)動,則稱為曲柄3.2平面連桿機(jī)構(gòu)二鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的基本形式及應(yīng)用
1、曲柄搖桿機(jī)構(gòu)汽車雨刮器機(jī)構(gòu)鉸鏈四桿機(jī)構(gòu):曲柄搖桿機(jī)構(gòu)、雙曲柄機(jī)構(gòu)和雙搖桿機(jī)構(gòu)。3.2平面連桿機(jī)構(gòu)二鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的基本形式及應(yīng)用
1、曲柄搖桿機(jī)構(gòu)雷達(dá)天線機(jī)構(gòu)縫紉機(jī)踏板機(jī)構(gòu)鉸鏈四桿機(jī)構(gòu):曲柄搖桿機(jī)構(gòu)、雙曲柄機(jī)構(gòu)和雙搖桿機(jī)構(gòu)。3.2平面連桿機(jī)構(gòu)二鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的基本形式及應(yīng)用
1、曲柄搖桿機(jī)構(gòu)攪拌機(jī)機(jī)構(gòu)鉸鏈四桿機(jī)構(gòu):曲柄搖桿機(jī)構(gòu)、雙曲柄機(jī)構(gòu)和雙搖桿機(jī)構(gòu)。3.2平面連桿機(jī)構(gòu)二鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的基本形式及應(yīng)用
2、雙曲柄機(jī)構(gòu)機(jī)車車輪3.2平面連桿機(jī)構(gòu)二鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的基本形式及應(yīng)用
2、雙曲柄機(jī)構(gòu)振動篩機(jī)構(gòu)不等雙曲柄機(jī)構(gòu)3.2平面連桿機(jī)構(gòu)二鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的基本形式及應(yīng)用
雙曲柄機(jī)構(gòu)特例:正平行四邊形機(jī)構(gòu)、反平行四邊形機(jī)構(gòu)特點(diǎn):二曲柄等速正平行四邊形機(jī)構(gòu)反平行四邊形機(jī)構(gòu)特點(diǎn):二曲柄轉(zhuǎn)向相反車門開閉機(jī)構(gòu)3.2平面連桿機(jī)構(gòu)二鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的基本形式及應(yīng)用
3、雙搖桿機(jī)構(gòu)鑄造用大型造型機(jī)的翻箱機(jī)構(gòu)3.2平面連桿機(jī)構(gòu)二鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的基本形式及應(yīng)用
3、雙搖桿機(jī)構(gòu)汽車前輪轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)3.2平面連桿機(jī)構(gòu)三鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)基本類型的判別1、曲柄存在的條件aabcbcd藍(lán)色三角形成立紅色三角形成立3.2平面連桿機(jī)構(gòu)三鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)基本類型的判別最短桿與最長桿之和小于等于其它兩桿長度之和結(jié)論◆最短桿與最長桿之和小于等于其它兩桿長度之和◆最短桿是連架桿或機(jī)架當(dāng)最短桿為連架桿,則最短桿是曲柄當(dāng)最短桿為機(jī)架,則兩個連架桿均為曲柄。3.2平面連桿機(jī)構(gòu)三鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)基本類型的判別2、鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)基本類型的判別方法◆最短桿與最長桿之和小于等于其它兩桿長度之和時,取不同構(gòu)件為機(jī)架,則得不同的機(jī)構(gòu):
②
若取最短構(gòu)件為機(jī)架ab(兩個連架桿均為曲柄),則該機(jī)構(gòu)為雙曲柄機(jī)構(gòu)。
③
若取最短構(gòu)件為連桿dc(不存在曲柄),則該機(jī)構(gòu)為雙搖桿機(jī)構(gòu)。
①
若取最短構(gòu)件為連架桿ad或bc(最短桿為曲柄),則該機(jī)構(gòu)為曲柄搖桿機(jī)構(gòu)。acdb3.2平面連桿機(jī)構(gòu)三鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)基本類型的判別◆最短桿與最長桿之和大于其它兩桿長度之和時,機(jī)構(gòu)中不存在曲柄,所以該機(jī)構(gòu)為雙搖桿機(jī)構(gòu)。acdb3.2平面連桿機(jī)構(gòu)三鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)基本類型的判別請判斷下列機(jī)構(gòu)屬于何類型?練一練3012010090答:曲柄搖桿機(jī)構(gòu)1、70120150602、答:雙搖桿機(jī)構(gòu)3.2平面連桿機(jī)構(gòu)三鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)基本類型的判別問題討論:下列機(jī)構(gòu)的曲柄存在條件abab+eaBbACa)aBbACeb)aBbACec)ab-ed)aCABb?想一想3Dr3.2平面連桿機(jī)構(gòu)四鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的演化1、曲柄滑塊機(jī)構(gòu)1B2C34AD鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)曲線導(dǎo)軌曲柄滑塊機(jī)構(gòu)
變3構(gòu)件形狀r
e01B24AC31B24AC3對心式曲柄滑塊機(jī)構(gòu)偏置式曲柄滑塊機(jī)構(gòu)1B2C4A3.2平面連桿機(jī)構(gòu)四鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的演化2、搖塊機(jī)構(gòu)曲柄滑塊機(jī)構(gòu)2作機(jī)架3B2C曲柄搖塊機(jī)構(gòu)液壓動作筒車箱舉升機(jī)構(gòu)A41A41B2C33.2平面連桿機(jī)構(gòu)四鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的演化3、定塊機(jī)構(gòu)A41B2C3曲柄滑塊機(jī)構(gòu)3定塊機(jī)構(gòu)1BA21BA21BA2手動唧筒機(jī)構(gòu)3作機(jī)架1B24AC3應(yīng)用3.2平面連桿機(jī)構(gòu)四鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的演化4、導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)A41B2C31作機(jī)架A41B2C3導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)舉例:牛頭刨床刨刀驅(qū)動機(jī)構(gòu)曲柄滑塊機(jī)構(gòu)3.2平面連桿機(jī)構(gòu)五四桿機(jī)構(gòu)的基本特性θ:極位夾角Ψ:搖桿擺角
當(dāng)機(jī)構(gòu)從動件處于兩極限位置時,主動件曲柄在兩相應(yīng)位置AB和AB所夾的銳角θ,稱為極位夾角。1.極位夾角3.2平面連桿機(jī)構(gòu)五四桿機(jī)構(gòu)的基本特性2.急回特性及行程速度變化系數(shù)時間:轉(zhuǎn)角:運(yùn)動:從動件c的平均角速度:急回運(yùn)動:當(dāng)曲柄等速回轉(zhuǎn)的情況下,通常把從動件往復(fù)運(yùn)動速度快慢不同的運(yùn)動稱為急回運(yùn)動。主動件a時間:轉(zhuǎn)角:運(yùn)動:從動件c3.2平面連桿機(jī)構(gòu)五四桿機(jī)構(gòu)的基本特性行程速比系數(shù)K通常把從動件往復(fù)運(yùn)動平均速度的比值(大于1)稱為行程速比系數(shù),用K表示。3.2平面連桿機(jī)構(gòu)五四桿機(jī)構(gòu)的基本特性分析:K=180o+θ180o-θ觀察?θ=0o,k=?,表示?k=1,無急回特性?θ≠0o,k=?,表示?K>1,有急回特性?θ↗,k如何變化,表示?k↗,急回特性愈顯著3.2平面連桿機(jī)構(gòu)五四桿機(jī)構(gòu)的基本特性判斷1.曲柄搖桿機(jī)構(gòu)中,搖桿兩極限位置的夾角稱為極位夾角。()2.平面連桿機(jī)構(gòu)急回特性可以縮短非生產(chǎn)時間,提高工作效率。3.機(jī)構(gòu)工作件的空回行程平均速度大于工作行程平均速度的特性稱為急回特性。4.曲柄搖桿機(jī)構(gòu)中,以曲柄為主動件,搖桿為從動件,一定具有急回特性?!痢蹋ǎǎǎ痢叹氁痪?.2平面連桿機(jī)構(gòu)五四桿機(jī)構(gòu)的基本特性選擇1.有急回特性的平面連桿機(jī)構(gòu)的行程速比系數(shù)k為多少?2.圖示曲柄搖滑塊機(jī)構(gòu),該機(jī)構(gòu)的行程速比系數(shù)k為多少?A)k=1B)k>1C)k≥1D)k<1()()A)k=1B)k>1C)k=0D)k<1BA練一練aBbACa)3.2平面連桿機(jī)構(gòu)五四桿機(jī)構(gòu)的基本特性計算如圖所示,θ=30°,該機(jī)構(gòu)的急回特性系數(shù)k為多少?C2ωB1BB2CC1ADφ1φ2θψ工作行程空回行程θ解:k=180o+θ180o-θ=180o+30o180o-30o=1.4練一練3.2平面連桿機(jī)構(gòu)五四桿機(jī)構(gòu)的基本特性aBbACa)aBbACeb)aBbACec)
=0a+bC2b-aC1
a+bC2b-aC1
d)aCABbC2C2
問題討論:下列機(jī)構(gòu)有無急回特性,若有,標(biāo)出極位夾角
。想一想3.2平面連桿機(jī)構(gòu)五四桿機(jī)構(gòu)的基本特性3、壓力角和傳動角壓力角:力F的作用線與力作用點(diǎn)絕對速度V所夾的銳角α稱為壓力角。傳動角:壓力角的余角γ稱為傳動角在其它條件不變的情況下壓力角α越大,作功W越大3.2平面連桿機(jī)構(gòu)五四桿機(jī)構(gòu)的基本特性
所以壓力角是機(jī)構(gòu)傳力性能的一個重要指標(biāo),它是力的利用率大小的衡量指標(biāo)。壓力角越小,傳動角越大,機(jī)構(gòu)傳力性能越好。
ABCDabcd
FtFnF
在圖示鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)中,設(shè)AB桿為原動件,如不計各構(gòu)件質(zhì)量和運(yùn)動副中的摩擦,連桿BC為二力桿件,它作用于從動件CD上的力F是沿BC方向的。Ft為有效分力,F(xiàn)n為有害分力。壓力角
越小,有效分力越大。3.2平面連桿機(jī)構(gòu)五四桿機(jī)構(gòu)的基本特性ABCDabcdFFtFn曲柄搖桿機(jī)構(gòu)的壓力角3.2平面連桿機(jī)構(gòu)五四桿機(jī)構(gòu)的基本特性曲柄搖桿機(jī)構(gòu)的壓力角對一般機(jī)械αmax≤50o或γmin≥40o對大功率機(jī)械αmax≤40o或γmin≥50o
max
minaBbACeb)aBbACa)Ab
b
min
min
d)aCABb00;900.e)e)00;900.五四桿機(jī)構(gòu)的基本特性問題討論:標(biāo)出下列機(jī)構(gòu)在圖示位置的壓力角
.傳動
及最小傳動角min.想一想4、機(jī)構(gòu)的死點(diǎn)位置死點(diǎn)位置B2C24ABCD231=00=00B1C1
死點(diǎn):機(jī)構(gòu)運(yùn)動時出現(xiàn)傳動角=00的位置。BACB1C1=00C2B2=00五四桿機(jī)構(gòu)的基本特性4、機(jī)構(gòu)的死點(diǎn)位置死點(diǎn)位置3.2平面連桿機(jī)構(gòu)五四桿機(jī)構(gòu)的基本特性曲柄搖桿機(jī)構(gòu)(曲柄為主動件)的死點(diǎn)無死點(diǎn)存在3.2平面連桿機(jī)構(gòu)五四桿機(jī)構(gòu)的基本特性曲柄搖桿機(jī)構(gòu)(搖桿為主動件)的死點(diǎn)AB與BC共線時或者機(jī)構(gòu)有死點(diǎn)存在3.2平面連桿機(jī)構(gòu)五四桿機(jī)構(gòu)的基本特性曲柄滑塊機(jī)構(gòu)(曲柄為主動件)的死點(diǎn)無死點(diǎn)存在3.2平面連桿機(jī)構(gòu)五四桿機(jī)構(gòu)的基本特性曲柄滑塊機(jī)構(gòu)(滑塊為主動件)的死點(diǎn)有死點(diǎn)存在3.2平面連桿機(jī)構(gòu)五四桿機(jī)構(gòu)的基本特性避免死點(diǎn)位置的危害火車輪加虛約束的平行四邊形機(jī)構(gòu)3.2平面連桿機(jī)構(gòu)五四桿機(jī)構(gòu)的基本特性避免死點(diǎn)位置的危害加虛約束的平行四邊形機(jī)構(gòu)3.2平面連桿機(jī)構(gòu)五四桿機(jī)構(gòu)的基本特性飛機(jī)起落架機(jī)構(gòu)=00折疊家具機(jī)構(gòu)=00死點(diǎn)的利用3.2平面連桿機(jī)構(gòu)1、平面連桿機(jī)構(gòu)的概念及特點(diǎn)
連桿機(jī)構(gòu)——平面連桿機(jī)構(gòu)——平面四桿機(jī)構(gòu)——鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)總結(jié)2、鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的基本類型曲柄搖桿機(jī)構(gòu)雙曲柄機(jī)構(gòu)雙搖桿機(jī)構(gòu)3.2平面連桿機(jī)構(gòu)lmin+lmax≤l1+l2①最短桿為連架桿—曲柄搖桿機(jī)構(gòu)②最短桿為機(jī)架—雙曲柄機(jī)構(gòu)③最短桿為連桿—雙搖桿機(jī)構(gòu)——雙搖桿機(jī)構(gòu)YESNO3、鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)基本類型的判別總結(jié)3.2平面連桿機(jī)構(gòu)總結(jié)4、鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的演化曲柄滑塊機(jī)構(gòu)定塊機(jī)構(gòu)搖塊機(jī)構(gòu)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)5、四桿機(jī)構(gòu)的基本特征
極位夾角急回特性及行程速比系數(shù)
壓力角及傳動角死點(diǎn)位置每天積累一點(diǎn)點(diǎn)理想便會距離我們越來越近!課程學(xué)習(xí)平臺學(xué)銀在線/detail/241541013中國大學(xué)MOOC/course/WXIC-1002376003汽車機(jī)械基礎(chǔ)課程學(xué)習(xí)平臺學(xué)銀在線/detail/241541013中國大學(xué)MOOC/course/WXIC-10023760033.13.23.33.4平面機(jī)構(gòu)的組成平面連桿機(jī)構(gòu)凸輪機(jī)構(gòu)其他常用機(jī)構(gòu)運(yùn)動副及其分類、機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖的繪制、平面機(jī)構(gòu)的自由度平面連桿機(jī)構(gòu)概述、鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的基本形式及應(yīng)用、鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)基本類型的判別、鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的演化、四桿機(jī)構(gòu)的基本特性凸輪機(jī)構(gòu)的應(yīng)用及分類、從動件常用運(yùn)動規(guī)律、凸輪機(jī)構(gòu)的傳力特性間歇運(yùn)動機(jī)構(gòu)、螺旋機(jī)構(gòu)項(xiàng)
目三
汽車常用機(jī)構(gòu)3.3凸輪機(jī)構(gòu)能力目標(biāo):能夠分析汽車中凸輪機(jī)構(gòu)的工作過程及運(yùn)動特點(diǎn)
凸輪機(jī)構(gòu)可以利用凸輪的曲線或凹槽輪廓與推桿接觸而得到預(yù)定運(yùn)動的軌跡。
汽車發(fā)動機(jī)的配氣機(jī)構(gòu)通過凸輪機(jī)構(gòu)如何控制氣門的開閉?柴油機(jī)的噴油泵供油、分電器的配電等如何通過凸輪機(jī)構(gòu)進(jìn)行控制?3.3凸輪機(jī)構(gòu)任務(wù)導(dǎo)入任務(wù)分析3.3凸輪機(jī)構(gòu)典型的凸輪機(jī)構(gòu)的工作原理從動件凸輪(原動件)滾子機(jī)架將凸輪的連續(xù)轉(zhuǎn)動或移動轉(zhuǎn)換為從動件的連續(xù)或不連續(xù)的移動或擺動。一
凸輪機(jī)構(gòu)的應(yīng)用及分類3.3凸輪機(jī)構(gòu)凸輪機(jī)構(gòu)的應(yīng)用一
凸輪機(jī)構(gòu)的應(yīng)用及分類3.3凸輪機(jī)構(gòu)凸輪機(jī)構(gòu)的應(yīng)用一
凸輪機(jī)構(gòu)的應(yīng)用及分類3.3凸輪機(jī)構(gòu)凸輪機(jī)構(gòu)的分類凸輪機(jī)構(gòu)分類1、按凸輪形狀2、按從動件運(yùn)動副元素形狀分類5、按凸輪高副的鎖合方式分類盤形凸輪圓柱凸輪
尖頂從動件滾子從動件平底從動件力鎖合形鎖合移動凸輪3、按從動件運(yùn)動形式分類直動從動件擺動從動件4、按凸輪運(yùn)動形式分類轉(zhuǎn)動凸輪移動凸輪一
凸輪機(jī)構(gòu)的應(yīng)用及分類3.3凸輪機(jī)構(gòu)
盤形凸輪
凸輪是一個具有變化半徑的盤形構(gòu)件,繞固定軸線轉(zhuǎn)動,推動從動件運(yùn)動。一
凸輪機(jī)構(gòu)的應(yīng)用及分類3.3凸輪機(jī)構(gòu)
移動凸輪一
凸輪機(jī)構(gòu)的應(yīng)用及分類3.3凸輪機(jī)構(gòu)
圓柱凸輪一
凸輪機(jī)構(gòu)的應(yīng)用及分類3.3凸輪機(jī)構(gòu)
直動尖頂從動件對心直動尖頂從動件偏置直動尖頂從動件一
凸輪機(jī)構(gòu)的應(yīng)用及分類3.3凸輪機(jī)構(gòu)直動滾子從動件直動平底從動件一
凸輪機(jī)構(gòu)的應(yīng)用及分類3.3凸輪機(jī)構(gòu)
根據(jù)運(yùn)動形式的不同,以上三種從動件還可分為直動從動件,擺動從動件,平面復(fù)雜運(yùn)動從動件。擺動滾子從動件擺動尖頂從動件擺動平底從動件一
凸輪機(jī)構(gòu)的應(yīng)用及分類3.3凸輪機(jī)構(gòu)
按凸輪高副的鎖合方式分類1)力鎖合:依靠中立或彈簧壓力鎖合一
凸輪機(jī)構(gòu)的應(yīng)用及分類3.3凸輪機(jī)構(gòu)
按凸輪高副的鎖合方式分類2)形鎖合:依靠凸輪的幾何形狀
一
凸輪機(jī)構(gòu)的應(yīng)用及分類3.3凸輪機(jī)構(gòu)凸輪機(jī)構(gòu)的優(yōu)缺點(diǎn):
只要設(shè)計出適當(dāng)?shù)耐馆嗇喞?,即可使從動件?shí)現(xiàn)預(yù)期的運(yùn)動規(guī)律;結(jié)構(gòu)簡單、緊湊、工作可靠。
凸輪為高副接觸(點(diǎn)或線),壓強(qiáng)較大,容易磨損,凸輪輪廓加工比較困難,費(fèi)用較高。優(yōu)點(diǎn):缺點(diǎn):二
從動件常用運(yùn)動規(guī)律3.3凸輪機(jī)構(gòu)1、凸輪機(jī)構(gòu)的運(yùn)動循環(huán)及基本名詞術(shù)語凸輪基圓:以凸輪輪廓最小向徑OA為半徑作的圓。近休止角:當(dāng)凸輪以等角速度ω按順時針方向轉(zhuǎn)動時,推桿首先與凸輪廓線的AB段圓弧接觸,此時推桿在最低位置靜止不動,凸輪相應(yīng)的轉(zhuǎn)角稱作近休止角(也稱近休運(yùn)動角)。二
從動件常用運(yùn)動規(guī)律3.3凸輪機(jī)構(gòu)推程:當(dāng)凸輪繼續(xù)轉(zhuǎn)動時,推桿與凸輪廓線的BC段接觸,推桿將由最低位置A被推到最高位置E,推桿的這一行程為推程,凸輪相應(yīng)的轉(zhuǎn)角稱為推程運(yùn)動角
0
。遠(yuǎn)休止角:凸輪再繼續(xù)轉(zhuǎn)動,當(dāng)推桿與凸輪廓線的CD段接觸時,由于CD段為以凸輪軸心為圓心的圓弧,所以推桿處于最高位置靜止不動,在此過程中凸輪相應(yīng)的轉(zhuǎn)角稱作遠(yuǎn)休止角(或稱遠(yuǎn)休運(yùn)動角)。
二
從動件常用運(yùn)動規(guī)律3.3凸輪機(jī)構(gòu)回程:而后,在推桿與凸輪廓線DA段接觸時,它又由最高位置E回到最低位置A,推桿的這一行程稱作回程;凸輪相應(yīng)的轉(zhuǎn)角稱作回程運(yùn)動角。行程:推桿在推程或回程中移動的距離h稱作推桿的行程。行程=推程=回程
由此我們知道,當(dāng)凸輪沿順時針轉(zhuǎn)動一周時,推桿的運(yùn)動經(jīng)歷了四個階段:靜止、上升、靜止、下降,其位移曲線如圖所示。這是最常見、最典型的運(yùn)動形式。二
從動件常用運(yùn)動規(guī)律3.3凸輪機(jī)構(gòu)2、從動件運(yùn)動規(guī)律等速運(yùn)動規(guī)律從動件在推程或回程開始和終止的瞬間,速度有突變,其加速度和慣性力在理論上為無窮大,致使凸輪機(jī)構(gòu)產(chǎn)生強(qiáng)烈的沖擊、噪聲和磨損,這種沖擊稱為剛性沖擊。因此,等速運(yùn)動規(guī)律只適用于低速、輕載的場合。二
從動件常用運(yùn)動規(guī)律3.3凸輪機(jī)構(gòu)等加速等減速運(yùn)動規(guī)律
這種運(yùn)動規(guī)律的加速度存在有限的突變,因而會在機(jī)構(gòu)中產(chǎn)生有限值的沖擊力,這種沖擊稱為柔性沖擊。與等速運(yùn)動規(guī)律相比,其沖擊程度大為減小。因此,等加速等減速運(yùn)動規(guī)律適用于中速、中載的場合。二
從動件常用運(yùn)動規(guī)律3.3凸輪機(jī)構(gòu)余弦加速度(簡諧)運(yùn)動規(guī)律
這種運(yùn)動規(guī)律在行程的始末兩點(diǎn)加速度存在有限的突變,故也存在柔性沖擊,只適用于中速場合,但從動件作無間歇的升降升連續(xù)往復(fù)運(yùn)動時,則得到連續(xù)的余弦曲線,運(yùn)動中完全消除了柔性沖擊,這種情況下可用于高速運(yùn)動。二
從動件常用運(yùn)動規(guī)律3.3凸輪機(jī)構(gòu)正弦加速度(擺線)運(yùn)動規(guī)律
多項(xiàng)式運(yùn)動規(guī)律
三
凸輪機(jī)構(gòu)的傳力特性3.3凸輪機(jī)構(gòu)
1、凸輪有哪幾種型式?為什么說盤形凸輪是凸輪的最基本型式?它如何演變成移動凸輪和圓柱凸輪?
2、
試比較尖頂、滾子和平底從動件的優(yōu)缺點(diǎn),并說明它們的應(yīng)用場合。3、說明等速、等加速等減速、簡諧運(yùn)動和擺線運(yùn)動等四種基本運(yùn)動規(guī)律的加速度變化特點(diǎn)和它們的應(yīng)用場合。
4、凸輪的基圓指的是哪個圓?滾子從動件盤形凸輪的基圓在何處度量?
5、何謂凸輪機(jī)構(gòu)壓力角?壓力角的大小與凸輪尺寸有何關(guān)系?壓力角的大小對凸輪機(jī)構(gòu)的作用力和傳動有何影響?習(xí)題3.3凸輪機(jī)構(gòu)總結(jié)1、凸輪機(jī)構(gòu)的組成及分類2、凸輪從動件的運(yùn)動規(guī)律3、凸輪輪廓曲線的幾個參數(shù)每天積累一點(diǎn)點(diǎn)理想便會距離我們越來越近!課程學(xué)習(xí)平臺學(xué)銀在線/detail/241541013中國大學(xué)MOOC/course/WXIC-1002376003汽車機(jī)械基礎(chǔ)課程學(xué)習(xí)平臺學(xué)銀在線/detail/241541013中國大學(xué)MOOC/course/WXIC-10023760033.13.23.33.4平面機(jī)構(gòu)的組成平面連桿機(jī)構(gòu)凸輪機(jī)構(gòu)其他常用機(jī)構(gòu)運(yùn)動副及其分類、機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖的繪制、平面機(jī)構(gòu)的自由度平面連桿機(jī)構(gòu)概述、鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的基本形式及應(yīng)用、鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)基本類型的判別、鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的演化、四桿機(jī)構(gòu)的基本特性凸輪機(jī)構(gòu)的應(yīng)用及分類、從動件常用運(yùn)動規(guī)律、凸輪機(jī)構(gòu)的傳力特性螺旋機(jī)構(gòu)、間歇運(yùn)動機(jī)構(gòu)項(xiàng)
目三
汽車常用機(jī)構(gòu)3.4其他常用機(jī)構(gòu)能力目標(biāo):能夠分析汽車中駐車制動鎖止機(jī)構(gòu)、循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器等常用機(jī)構(gòu)的工作原理。
在機(jī)器中完成間歇運(yùn)動的機(jī)構(gòu)稱為間歇運(yùn)動機(jī)構(gòu),間歇運(yùn)動機(jī)構(gòu)的類型很多,常用的主要有棘輪、槽輪機(jī)構(gòu)。
螺旋機(jī)構(gòu)在汽車及相關(guān)檢修工具中大量使用。
某些機(jī)器在工作中,要求有些機(jī)構(gòu)的主動件連續(xù)轉(zhuǎn)動,而從動件做周期性的間歇運(yùn)動,即時動時停,如自動機(jī)床中的進(jìn)給、送料、刀架轉(zhuǎn)位、成品輸送,
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