Assignment (Marks: 40%) Kinematic and Dynamic Analysis of Linkage Mechanisms

Hello, dear friend, you can consult us at any time if you have any questions, add WeChat: daixieit

Assignment (Marks: 40%)

Kinematic and Dynamic Analysis of Linkage Mechanisms

(Due: By the close of business local time, Friday of week 12)

For the six-bar linkage mechanism shown below:

Given data:

Determine:

Guidelines for choosing the remaining dimensions of the mechanism: 

OE = CD = 4OA 

OA + AB < OE + BE

OA  + OE < AB + EB

AC = 5/3  AB

H = 4/1OA

Answer the following questions:

1.   Determine all possible positions of links and joints by graphical position

analysis. Draw to scale all positions of joints for sixteen subsequent positions of link 2 and determine the limits of motion where appropriate. Identify and  outline the paths of each moving joint.

2.   Determine linear and angular velocities by graphical velocity analysis for the given position θ2 = 60o of the mechanism, as shown above.  Draw to scale the velocity vector diagram encompassing all linear velocities to scale and present the    results in a tabular form.

3.   Determine all linear and angular accelerations by graphical acceleration analysis for the given position θ2 = 60o of the mechanism. Draw to scale the acceleration vector    diagram encompassing all linear accelerations to scale and present the results in tabular form.

4.   Determine all instantaneous centres of velocity for the given mechanism using

Kennedy’s rule, and velocities of joints A,B, C and D using identified instantaneous centres.  Draw all instantaneous centres and velocities to scale on a separate diagram of the mechanism.

5.   Obtain analytic solutions for positions, velocities and accelerations by vector loop  equations and complex number notation and present the results in a tabular form. Compare these results with those obtained using the graphical approach.  You should have good correlation.

6.   Determine all dynamic forces at the joints for the given position of the mechanism  using the analytical matrix method. Assume, for link 2: m2 = 1 kg, CG at OA/2, I2      = 0.002 kgm2; for link 3: m3  = 2.5  kg, CG at β/2 and AB/2, I3 = 0.008 kgm2; for link 4: m4   = 1.5 kg, CG at EB/2, I4  = 0.005 kgm2; for link 5: m5= 1.8 kg, CG at CD/2, I5  = 0.006

kgm2; for slider 6: m6  = 0.9 kg and CG at D.

7.   Determine the shaking force and moment, and workout analytically an optimal strategy for balancing of the given mechanism. Discuss the results.

8.   Develop an equivalent computer model capable of simulating the motion of the given mechanism using software Working Model and compute and plot the paths, velocities and accelerations over one revolution of the crank at the given angular velocity . Also, find the pin forces, slider side loads and driving torque over one revolution. How do the results compare with those obtained using the  graphical and analytical approaches?

Rubric