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Unformatted text preview: ME 3212: Mechanisms Course Notebook Instructor: Jeremy S. Daily, Ph.D., P.E. Fall 2009 Contents 1. Syllabus 6 1.1. Course Bulletin Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6 1.2. Objectives . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7 1.3. Dynamic Course Outline . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7 1.3.1. Web Link . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7 1.3.2. iCal Format . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7 1.3.3. Google Calendar ID . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8 1.4. Course Policies . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8 1.4.1. Text Books . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8 1.4.2. Grading Procedures . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8 1.4.3. Exam Policy . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8 1.4.4. Computer Usage . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9 1.4.5. Late Submission and Absences . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9 1.4.6. Class Conduct . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9 1.4.7. Academic Misconduct . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9 1.4.8. Center for Student Academic Support . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9 2. Introduction To Mechanisms 10 2.1. Mechanisms Vocabulary . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10 2.2. Common Mechanisms . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11 2.3. Kinematic Pairs (a.k.a. Joints) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12 2.3.1. Low Order Pairs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12 2.3.2. High Order Pairs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13 2.4. Degrees of Freedom . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13 2.4.1. Mobility . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14 2.4.2. Kutzbach Criteria . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14 2.5. Grashof’s Law for Four-bar Mechanisms . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15 2.5.1. Special Cases . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15 2.5.2. Inversions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16 2.6. Homework Problem Set 1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17 3. Position Analysis 18 3.1. Loop Closure Equations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 3.1.1. Derivation of the Law of Cosines . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 2 Contents 3.1.2. Derivation of the Law of Sines . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 3.1.3. Inverted Slider Crank . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 3.1.4. Mathematica Example . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 3.1.5. Offset Slider Crank...
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