机械原理习题答案
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参考答案 第一章 绪论一,填空题1.1 能量,物料,信息1.2运动,动力 1.3制造,运动,装配 二、选择题2.1 D 2.2 B 三,简答题第二章 机械的结构分析二、综合题1.n = 7 ,p l = 9 ,p h = 121927323=-⨯-⨯=--=h l P P n F从图中可以看出该机构有2个原动件,而由于原动件数与机构的自由度数相等,故该机构具有确定的运动。
2. (a )D 、E 处分别为复合铰链(2个铰链的复合);B 处滚子的运动为局部自由度;构件F 、G 及其联接用的转动副会带来虚约束。
n = 8 ,p l = 11 ,p h = 1111128323=-⨯-⨯=--=h l P P n F3. (c )n = 6 ,p l = 7 ,p h = 313726323=-⨯-⨯=--=h l P P n F(e )n = 7 ,p l = 10 ,p h = 0101027323=-⨯-⨯=--=h l P P n F 4. (a )n = 5 ,p l = 7 ,p h = 010725323=-⨯-⨯=--=h l P P n FⅡ级组 Ⅱ级组 因为该机构是由最高级别为Ⅱ级组的基本杆组构成的,所以为Ⅱ级机构。
(c )n = 5 ,p l = 7 ,p h = 010725323=-⨯-⨯=--=h l P P n FⅢ级组因为该机构是由最高级别为Ⅲ级组的基本杆组构成的,所以为Ⅲ级机构。
5. n = 7 ,p l =10 ,p h = 0101027323=-⨯-⨯=--=h l P P n FⅡ级组 Ⅲ级组当以构件AB 为原动件时,该机构为Ⅲ级机构。
Ⅱ级组 Ⅱ级组 Ⅱ级组当以构件FG 为原动件时,该机构为Ⅱ级机构。
可见同一机构,若所取的原动件不同,则有可能成为不同级别的机构。
6. (a )n = 3 ,p l = 4 ,p h = 101423323=-⨯-⨯=--=h l P P n F因为机构的自由度为0,说明它根本不能运动。
第1章平面机构的结构分析1.1解释下列概念1.运动副;2.机构自由度;3.机构运动简图;4.机构结构分析;5.高副低代。
1.2验算下列机构能否运动,如果能运动,看运动是否具有确定性,并给出具有确定运动的修改办法。
题1.2图题1.3图1.3 绘出下列机构的运动简图,并计算其自由度(其中构件9为机架)。
1.4 计算下列机构自由度,并说明注意事项。
1.5计算下列机构的自由度,并确定杆组及机构的级别(图a所示机构分别以构件2、4、8为原动件)。
题1.4图题1.5图第2章平面机构的运动分析2.1试求图示各机构在图示位置时全部瞬心。
题2.1图2.2在图示机构中,已知各构件尺寸为l AB=180mm , l BC=280mm , l BD=450mm ,l CD=250mm ,l AE =120mm ,φ=30º, 构件AB上点E的速度为v E=150 mm /s ,试求该位置时C、D两点的速度及连杆2的角速度ω2。
2.3 在图示的摆动导杆机构中,已知l AB=30mm , l AC=100mm , l BD=50mm ,l DE=40mm ,φ1=45º,曲柄1以等角速度ω1=10 rad/s沿逆时针方向回转。
求D点和E点的速度和加速度及构件3的角速度和角加速度(用相对运动图解法)。
题2.2图题2.3图2.4 在图示机构中,已知l AB =50mm , l BC =200mm , x D =120mm , 原动件的位置φ1=30º, 角速度ω1=10 rad/s ,角加速度α1=0,试求机构在该位置时构件5的速度和加速度,以及构件2的角速度和角加速度。
题2.4图2.5 图示为机构的运动简图及相应的速度图和加速度图。
(1)在图示的速度、加速度多边形中注明各矢量所表示的相应的速度、加速度矢量。
(2)以给出的速度和加速度矢量为已知条件,用相对运动矢量法写出求构件上D 点的速度和加速度矢量方程。
第二章 机构的结构分析一.填空题1.组成机构的基本要素是 和 。
机构具有确定运动的条件是: 。
2.在平面机构中,每一个高副引入 个约束,每一个低副引入 个约束,所以平面机构自由度的计算公式为F = 。
应用该公式时,应注意的事项是: 。
3.机构中各构件都应有确定的运动,但必须满足的条件是: 。
二.综合题1.根据图示机构,画出去掉了虚约束和局部自由度的等效机构运动简图,并计算机构的自由度。
设标有箭头者为原动件,试判断该机构的运动是否确定,为什么?2.计算图示机构的自由度。
如有复合铰链、局部自由度、虚约束,请指明所在之处。
(a ) (b )ADECHGF IBK1234567893.计算图示各机构的自由度。
(a)(b)(c)(d)(e)(f)4.计算机构的自由度,并进行机构的结构分析,将其基本杆组拆分出来,指出各个基本杆组的级别以及机构的级别。
(a)(b)(c)(d)5.计算机构的自由度,并分析组成此机构的基本杆组。
如果在该机构中改选FG 为原动件,试问组成此机构的基本杆组是否发生变化。
6.试验算图示机构的运动是否确定。
如机构运动不确定请提出其具有确定运动的修改方案。
(a)(b)第三章平面机构的运动分析一、综合题1、试求图示各机构在图示位置时全部瞬心的位置(用符号P直接在图上标出)。
ij2、已知图示机构的输入角速度ω1,试用瞬心法求机构的输出速度ω3。
要求画出相应的瞬心,写出ω3的表达式,并标明方向。
3、在图示的齿轮--连杆组合机构中,试用瞬心法求齿轮1与3的传动比ω1/ω2。
4、在图示的四杆机构中,AB l =60mm, CD l =90mm, AD l =BC l =120mm, 2ω=10rad/s ,试用瞬心法求:(1)当ϕ=165°时,点C 的速度c v ;(2)当ϕ=165°时,构件3的BC 线上速度最小的一点E 的位置及其速度的大小; (3)当0c v =u u u v时,ϕ角之值(有两个解)。
机械原理课后习题答案1. 两个质量分别为m1和m2的物体,它们分别靠在光滑水平面上的两个弹簧上,两个弹簧的弹性系数分别为k1和k2。
求当两个物体分别受到的外力分别为F1和F2时,两个物体的加速度分别是多少?答,根据牛顿第二定律,物体受到的合外力等于物体的质量乘以加速度,即F=ma。
根据这个公式,可以得出两个物体的加速度分别为a1=F1/m1,a2=F2/m2。
2. 一个质量为m的物体,靠在光滑水平面上的弹簧上,弹簧的弹性系数为k。
求当物体受到外力F时,物体的加速度是多少?答,同样根据牛顿第二定律,物体受到的合外力等于物体的质量乘以加速度,即F=ma。
根据这个公式,可以得出物体的加速度为a=F/m。
3. 一个质量为m的物体,靠在光滑水平面上的弹簧上,弹簧的弹性系数为k。
求当物体受到外力F时,弹簧的位移是多少?答,根据胡克定律,弹簧的位移与受到的外力成正比,即F=kx,其中x为弹簧的位移。
解出x=F/k,即弹簧的位移与外力成反比。
4. 一个质量为m的物体,靠在光滑水平面上的弹簧上,弹簧的弹性系数为k。
求当物体受到外力F时,弹簧的振动周期是多少?答,根据弹簧的振动周期公式T=2π√(m/k),可以得出弹簧的振动周期与物体的质量和弹簧的弹性系数有关,与受到的外力无关。
5. 一个质量为m的物体,靠在光滑水平面上的弹簧上,弹簧的弹性系数为k。
求当物体受到外力F时,弹簧的振幅是多少?答,根据弹簧振动的公式x=Acos(ωt+φ),可以得出弹簧的振幅与受到的外力无关,只与弹簧的弹性系数和物体的质量有关。
求当物体受到外力F时,弹簧的振动频率是多少?答,根据弹簧振动的公式f=1/2π√(k/m),可以得出弹簧的振动频率与受到的外力无关,只与弹簧的弹性系数和物体的质量有关。
7. 一个半径为r的圆盘,靠在光滑水平面上的弹簧上,弹簧的弹性系数为k。
求当圆盘受到外力F时,圆盘的加速度是多少?答,根据牛顿第二定律,物体受到的合外力等于物体的质量乘以加速度,即F=ma。
机械原理复习题带答案docx一、选择题(每题2分,共10分)1. 机械运动的基本形式包括哪些?A. 平移和旋转B. 平移和摆动C. 旋转和摆动D. 平移、旋转和摆动答案:A2. 四杆机构中,哪个杆件的长度决定了机构的运动特性?A. 连杆B. 摇杆C. 曲柄D. 滑块答案:C3. 齿轮传动中,齿数比与传动比之间的关系是什么?A. 齿数比等于传动比B. 齿数比与传动比成反比C. 齿数比与传动比成正比D. 齿数比与传动比无关答案:C4. 凸轮机构中,凸轮的形状如何影响从动件的运动?A. 凸轮形状不影响从动件运动B. 凸轮形状决定了从动件的加速度C. 凸轮形状决定了从动件的位移D. 凸轮形状决定了从动件的速度答案:C5. 机械系统中,哪种类型的轴承允许轴向移动?A. 深沟球轴承B. 圆锥滚子轴承C. 推力球轴承D. 角接触球轴承答案:C二、填空题(每题2分,共10分)1. 机械效率是输出功率与输入功率之比,用符号____表示。
答案:η2. 机械系统中,____是将旋转运动转换为直线运动的机构。
答案:螺旋机构3. 在齿轮传动中,____是两个齿轮啮合时,齿数最少的齿轮。
答案:小齿轮4. 机械振动中,____是指系统在没有外力作用下,由于自身能量损失而逐渐减弱的振动。
答案:阻尼振动5. 机械设计中,____是指零件在工作过程中,由于材料内部缺陷或外部载荷作用而发生断裂的现象。
答案:疲劳破坏三、简答题(每题10分,共20分)1. 简述机械系统中的自由度和约束的概念,并举例说明。
答案:机械系统中的自由度是指系统在空间中可以独立运动的方向数。
约束是指限制系统自由度的条件。
例如,一个铰链连接的平面四杆机构,其自由度为3,因为可以在三个相互垂直的方向上移动。
而铰链本身则提供了两个约束,限制了机构在这两个方向上的平移自由度。
2. 描述齿轮传动的优缺点。
答案:齿轮传动的优点包括高效率、结构紧凑、传动比准确、可实现远距离传动等。
机械原理练习题库(附答案)一、单选题(共50题,每题1分,共50分)1、冲压机采用的是()机构。
A、摆动导杆B、曲柄滑块C、移动导杆正确答案:B2、具有结构简单、定位可靠、能承受较大的轴向力等特点,广泛应用于各种轴上零件的轴向固定是()。
A、紧定螺钉B、轴肩与轴环C、紧定螺钉与挡圈正确答案:B3、从动件作等速运动规律的位移曲线形状是()。
A、斜直线B、双曲线C、抛物线正确答案:A4、10.V带顶面应与带轮外缘表面()一些。
A、平齐B、平齐或略高C、略高D、略低正确答案:B5、从动件作等加速等减速运动规律的位移曲线是()。
A、双曲线B、抛物线C、斜直线正确答案:B6、传动比大且准确的传动是()。
A、蜗轮蜗杆传动B、齿轮传动C、链传动正确答案:A7、基圆上的压力角等于()。
A、40︒B、20︒C、0︒正确答案:C8、内燃机的配气机构采用了()机构。
A、铰链四杆B、齿轮C、凸轮正确答案:C9、在轮系中,()即可以是主动轮又可以是从动轮,对总传动比没有影响,起改变齿轮副中从动轮回转方向的作用。
A、惰轮B、蜗轮蜗杆C、锥齿轮正确答案:A10、国家标准规定,斜齿圆柱齿轮的()模数和压力角为标准值。
A、端面B、法面和端面C、法面正确答案:C11、在键连接中,对中性好的是()。
A、切向键B、平键C、楔键正确答案:B12、在一般机械传动中,常用于数控机床、纺织机械的带传动是()。
A、平带传动B、普通V带传动C、同步带传动正确答案:C13、下列连接中属于不可拆连接的是()。
A、焊接B、螺纹连接C、销连接正确答案:A14、铰链四杆机构中,各构件之间均以()相连接。
A、螺旋副B、移动副C、转动副正确答案:C15、()花键形状简单、加工方便,应用较为广泛。
A、渐开线B、三角形C、矩形齿正确答案:C16、在闭式传动中,()润滑适用于中速机器中轴承的润滑。
A、油环B、压力C、润滑脂正确答案:B17、两被连接件上均为通孔且有足够装配空间的场合应采用()。
机械原理试题库及答案1. 问题:什么是机械原理?答案:机械原理是研究机械运动和力学性质的基本规律的科学。
它涉及到力学、材料学、电气学等多个学科的知识。
2. 问题:什么是力学?答案:力学是研究物体运动、力的作用和物体相互作用的科学。
它主要包括静力学、动力学和变形力学等分支。
3. 问题:什么是力?答案:力是使物体发生运动、改变速度或形状的作用。
它是一个矢量量,有大小和方向。
4. 问题:什么是力的平衡条件?答案:力的平衡条件是指在一个物体上作用的合力为零时,物体处于力的平衡状态。
它可以分为力的平衡和力的矩的平衡两个条件。
5. 问题:什么是摩擦力?答案:摩擦力是两个物体相互接触,并阻碍其相对运动的力。
它有静摩擦力和动摩擦力两种形式。
6. 问题:什么是杠杆原理?答案:杠杆原理是指在平衡条件下,杠杆两边所受到的力和力臂的乘积相等。
它描述了杠杆的力学性质。
7. 问题:什么是滑轮原理?答案:滑轮原理是指通过改变力的方向和大小来实现力的传递或减小的原理。
滑轮可以改变力的方向,同时根据滑轮的个数可以改变力的大小。
8. 问题:什么是齿轮原理?答案:齿轮原理是指通过两个或多个齿轮的啮合,实现力的传递和传动的原理。
齿轮可以改变力的方向、速度和扭矩。
9. 问题:什么是机械传动?答案:机械传动是指通过齿轮、皮带、链条等传动装置,将动力传递到机械系统中的过程。
它可以改变力的大小、方向和转速。
10. 问题:什么是弹簧原理?答案:弹簧原理是指在受到外力作用时,弹簧会发生弹性变形,并反向作用力的原理。
弹簧具有储存和释放能量的功能。
第二章一、单项选择题:1.两构件组成运动副的必备条件是。
A.直接接触且具有相对运动; B.直接接触但无相对运动;C.不接触但有相对运动; D.不接触也无相对运动。
2.当机构的原动件数目小于或大于其自由度数时,该机构将确定的运动。
A.有; B.没有; C.不一定3.在机构中,某些不影响机构运动传递的重复部分所带入的约束为。
A.虚约束; B.局部自由度; C.复合铰链4.用一个平面低副联二个做平面运动的构件所形成的运动链共有个自由度。
A.3; B.4; C.5; D.65.杆组是自由度等于的运动链。
A.0; B.1; C.原动件数6.平面运动副所提供的约束为A.1; B.2; C.3; D.1或27.某机构为Ⅲ级机构,那么该机构应满足的必要充分条件是。
A.含有一个原动件组; B.至少含有一个基本杆组;C.至少含有一个Ⅱ级杆组; D.至少含有一个Ⅲ级杆组。
8.机构中只有一个。
A.闭式运动链; B.原动件; C.从动件; D.机架。
9.要使机构具有确定的相对运动,其条件是。
A.机构的自由度等于1; B.机构的自由度数比原动件数多1;C.机构的自由度数等于原动件数二、填空题:1.平面运动副的最大约束数为_____,最小约束数为______。
2.平面机构中若引入一个高副将带入_______个约束,而引入一个低副将带入_____个约束。
3.两个做平面平行运动的构件之间为_______接触的运动副称为低副,它有_______个约束;而为_______接触的运动副为高副,它有_______个约束。
4.在平面机构中,具有两个约束的运动副是_______副或_______副;具有一个约束的运动副是_______副。
5.组成机构的要素是________和________;构件是机构中的_____单元体。
6.在平面机构中,一个运动副引入的约束数的变化范围是_______。
7.机构具有确定运动的条件是____________________________________________。
机械原理课后全部习题解答文档编制序号:[KKIDT-LLE0828-LLETD298-POI08]《机械原理》习题解答机械工程学院目录第1章绪论 (1)第2章平面机构的结构分析 (3)第3章平面连杆机构 (8)第4章凸轮机构及其设计 (15)第5章齿轮机构 (19)第6章轮系及其设计 (26)第8章机械运动力学方程 (32)第9章平面机构的平衡 (39)第一章绪论一、补充题1、复习思考题1)、机器应具有什么特征机器通常由哪三部分组成各部分的功能是什么2)、机器与机构有什么异同点3)、什么叫构件什么叫零件什么叫通用零件和专用零件试各举二个实例。
4)、设计机器时应满足哪些基本要求试选取一台机器,分析设计时应满足的基本要求。
2、填空题1)、机器或机构,都是由组合而成的。
2)、机器或机构的之间,具有确定的相对运动。
3)、机器可以用来人的劳动,完成有用的。
4)、组成机构、并且相互间能作的物体,叫做构件。
5)、从运动的角度看,机构的主要功用在于运动或运动的形式。
6)、构件是机器的单元。
零件是机器的单元。
7)、机器的工作部分须完成机器的动作,且处于整个传动的。
8)、机器的传动部分是把原动部分的运动和功率传递给工作部分的。
9)、构件之间具有的相对运动,并能完成的机械功或实现能量转换的的组合,叫机器。
3、判断题1)、构件都是可动的。
()2)、机器的传动部分都是机构。
()3)、互相之间能作相对运动的物件是构件。
()4)、只从运动方面讲,机构是具有确定相对运动构件的组合。
()5)、机构的作用,只是传递或转换运动的形式。
()6)、机器是构件之间具有确定的相对运动,并能完成有用的机械功或实现能量转换的构件的组合。
()7)、机构中的主动件和被动件,都是构件。
()2 填空题答案1)、构件 2)、构件 3)、代替机械功 4)、相对运动 5)、传递转换6)、运动制造 7)、预定终端 8)、中间环节 9)、确定有用构件3判断题答案1)、√ 2)、√ 3)、√ 4)、√ 5)、× 6)、√ 7)、√第二章 机构的结构分析2-7 是试指出图2-26中直接接触的构件所构成的运动副的名称。
一、填空题
1. 平面运动副的最大约束数为____2_____,最小约束数为
_____1_____。
2.平面机构中若引入一个高副将带入_____1____个约束,而引
入一个低副将带入_____2____个约束。
平面机构中约束数与自由度数的关系是_约束数+自由度数=3_。
3. 在机器中,零件是最小制造的单元,构件是最小运动的单元。
4. 点或线接触的运动副称为高副,如齿轮副、凸轮副等。
5.机器中的构件可以是单一的零件,也可以是由多个零件装配成的刚性结构。
6.两个构件相互接触形成的具有确定相对运动的一种联接称为运动副。
7.面接触的运动副称为低副,如转动副、移动副等。
8.把两个以上的构件通过运动副的联接而构成的相对可动的系统称为是运动链,若运动链的各构件构成了首末封闭的系统称为闭链,若运动链的构件未构成首末封闭的系统称为开链。
9.平面机构是指组成机构的各个构件均在同一平面内运动。
10.在平面机构中,平面低副提供 2 个约束,平面高副提供 1 个约束。
11.机构具有确定运动时所必须给定的独立运动参数的数目称为机构的自由度。
12.机构具有确定运动的条件是机构的原动件数等于自由度数。
二、简答题
1. 机构具有确定运动的条件是什么?
答:1.要有原动件;2.自由度大于0;3.原动件个数等于自由度数。
2. 何谓复合铰链、局部自由度和虚约束?在计算机构自由度时应如何处理?
答:复合铰链是三个或更多个构件组成两个或更多个共轴线的转动副。
在有些机构中, 其某些构件所能产生的局部运动并不影响
其他构件的运动, 我们把这些构件所能产生的这种局部运动的
自由度称为局部自由度。
虚约束是在机构中与其他约束重复而不起限制运动作用的
约束。
在计算机构自由度时, K个构件汇交而成的复合铰链应具有(K-1)个转动副,同时应将机构中的局部自由度、虚约束除去不计。
三、计算题
1. 试计算图1所示凸轮——连杆组合机构的自由度。
解由图1a可知,F=3n –(2p l + p h–p’)–F’= 3×5 – (2×7+0 –0) –0=1
由图1b可知,F=3n –(2p l + p h–p’)–F’= 3×4 – (2×6+0 –0) –0=0
由图1c可知,F=3n –(2p l + p h–p’)–F’= 3×3 – (2×4+0 –0) –0=1
a b c
图1
5. 试计算图2所示的压床机构
的自由度。
解由图2可知,该机构存在重
复结构部分,故存在虚约束。
实
际上,从传递运动的独立性来
看,有机构ABCDE就可以了,
而其余部分为重复部分,则引入
了虚约束。
直接由图2知,n=14,pl=22(其中C,C”,C’均为复合铰链),ph=0,p’=3,F’=0,由式(1.2)得
F=3n –(2pl + ph –p’)–F’= 3×14 –(2×22+0 –3) –0=1
这里重复部分所引入的虚约束数目p’可根据该重复部分中的构件数目n’、低副数目pl’和高副数目ph’来确定,即
P’=2pl’+ ph’–3n’=2×15 –0 –3×9=3
计算机构中的虚约束的数目在实际
工程中是很有意义的,但就计算机构
自由度而言,此类型题用前一种解法
显得更省事。
10 试计算图10所示机构的自由度。
解n=5,pl=7(B处为复合铰链),ph=0,则
F=3n –2pl –ph = 3×5 –2×7 –0=1
试画出图示平面机构的机构示意图,并计算自由度(步骤:1)列出完整公式,2)带入数据,3)写出结果)。
其中:
图a) 唧筒机构――用于水井的半自动汲水机构。
图中水管4直通水下,当使用者来回摆动手柄2时,活塞3将上下移动,从而汲出井水。
解:自由度计算:
n= 3
pL= 4 pH= 0
p'= 0 F'= 0
F= 3n –(2pl + ph – p ’)– F ’ = 3×3 – (2×4+0 – 0) –0 = 1 画出机构示意图:
图b) 缝纫机针杆机构 原动件1绕铰链A 作整周转动,使得滑块2沿滑槽滑动,同时针杆作上下移动,完成缝线动作。
解: 自由度计算: n= 3
pL= 4 pH= 0 p'= 0 F'= 0 F= 3n -(2pl +ph -p ′)-F ′ = 3×3-(2×4+0-0)-0 = 1 画出机构示意图:
3
2
4
1
观察方向
试绘出图a)所示偏心回转油泵机构的运动简图(各部分尺寸由图中直接量取)。
图中偏心轮1绕固定轴心A 转动,外环2上的叶片a 在可绕轴心c 转动的圆柱3中滑动,将低压油从右湍吸入,高压油从左端排出。
解:1) 选取适当比例尺μl , 绘制机构运动简图(见图b) 2) 分析机构是否具有确定运动 n= 3
pL= 4 pH= 0 p'= 0 F'= 0 F=3n -(2pl +ph -p ′)-F ′
4
3
2
1
= 3×3-(2×4+0-0)-0 = 1
机构原动件数目= 1 ,机构有无确定运动?有确定运动。
想一想:
通过对本油泵机构运动简图的绘制,你对机构运动简图的作用和优点有何进一步的认识?
8 在图8所示的运动链中,标上圆弧箭头的构件为原动件。
已知lAB=lCD ,lAF=lDE ,
lBC=lAD=lFE 。
试求出该运动链
b ) μl = 1 mm/mm
A
C
B
1
3 2 4
的自由度数目。
解虚约束p’=1(EF杆带入一个虚约束),则n=7,pl=10,ph=0,F’=1;于是由式(1.2)得
F=3n –(2pl + ph –p’)–F’= 3×7–(2×10-1) –0 –0=2
图8
图a所示为一具有急回作用的冲床。
图中绕固定轴心A转动的菱形盘1为原动件,其与滑块2在B点铰接,通过滑块2推动拨叉3绕固定轴心C转动,而拨叉3与圆盘4为同一构件。
当圆盘4转动时,通过连杆5使冲头6实现冲压运动。
试绘制其机构运动简图,并计算自由度。
解:1) 选取适当比例尺μl ,绘制机构运动简图(见图b) 2) 分析机构是否具有确定运动
n= 5 pL= 7 pH= 0 p'= 0 F'= 0
F=3n -(2pl +ph -p ′)-F ′= 3×5-(2×7+0-0)-0 = 1
机构原动件数目= 1 机构有无确定运动? 有确定运动
b ) μl = 1 mm/mm
5
3 (4)
2
1 6
7。