设计要求及过程
   
    起停式曲柄飞剪机剪切机构的设计主要有两个方面的要求，第一，两剪刃运动必须为一定轨迹的封闭曲线，剪切工程中要求剪刃运动轨迹水平平滑，水平分速度呈匀速线形，并大于等于轧件的运动速度。第二，在剪刃剪切过程中出现最大应力时，确保承受载荷的曲柄安全。
   
    传统的手工计算，要先做出机构简图，套用力学公式及平面几何的概念，求解结果，再根据结果描绘所需各种曲线。因计算工程中数值近似取整等问题，造成得出结果只能作为一个理论值，所以通常计算得出的结果安全系数要大于等于10(安全系数因企业设计要求不同而不同)，才能放心使用。同时因为传统算法手算量犬，易出现人为计算纸漏，最终造成设计误差。
   
    Autodesk公司的Autodesk Inventor Professional 11(以下简称AIP11)在很好地解决设计中尺寸结构问题的同时，其内嵌的运动仿真和有限元分析模块，对上述问题提供了很好的解决方案，让设计人员在一款CAD软件中从产品概念设计到运动分析，再到出具相关计算报告都能轻松完成。下面看一下如何在AIP11中进行起停式曲柄飞剪机构运动学性能分析。
   
    利用AIP11方便快捷的造型功能，根据需求设计曲柄、飞剪机框架、剪刀等，对于常规机构模型，使用AIP11中的拉伸、旋转命令基本能够完成。在"设计加速器"中输人压力角、螺旋角、中心距，变为系数求解一对传动的圆柱斜齿轮。部件环境中对各个零件按实际要求拼装，以便日后生成工程图中需要的明细表。校验设计尺寸，确保零部件在实际装配位置上处于无干涉状态，这些操作并不是一件难事。
   
    把装配完成的起停式曲柄飞剪另存，在此模型中改变其装配关系，让所有零件变成同一级装配树，并进行适当结构简化，使之真正成为一个力学模型仿真过程。
   
    然后进人仿真环境，工具栏中的第一个命令用于给零件间添加包括铰接在内的各种运动连接条件，我们也可以使用"继承装配"的功能把装配中对齐、配合、插人等装配条件自动转成运动仿真中的连接条件，此处注意装配中的角度约束，过度和运动约束是不可以转换的。
   
    建议尽量使用从装配环境继承连接条件的方法，这样可以减少许多不必要重复性劳动。一些读者可能会遇到一个奇怪的现象，以四连杆机构为例，在原有的装配环境中，每根杆都使用插人约束进行连接，模型完全可以运动，而且没有提示任何错误。进人仿真环境，对这些插人约束--进行转化，会发现前三个插人条件都顺利转成铰接，但最后转成铰接后，软件会自动提示添加条件自由度出现问题。
   
    原来AIP11的运动仿真模块底层计算完全基于机构机理中的概念公式，连杆机构自由度条件计算可参考"GRUEBLER定理"，为使空问四连杆机构只有一个A动度M=1 {M=6 (N-J-1)+ΣJ，其中N为杆件数，J为接点数，ΣJ为接点自由度之合}，经计算得出最后一个连接点自由度数为4，故最后一个连接要修改为"球面圆槽运动"。
   
    同理修改起停式曲柄飞剪机构中出现连接错误的接点，建议用软件自带的"修复冗余"命令解决类似问题。较简单的动力学模型，在"修复冗余"命令菜单中就口}直接进行问题修改。复杂的动力学模型，此处只能提出合理化建议，需要使用"插人连接"的命令，重新定义连接关系。
   
    主传动齿轮的连接采用"外齿轮啮合运动"，选择两个斜齿轮的分度圆即可完成条件添加。而实体块和定义地面的功能，可以使用"焊接零件"和"固定"命令加以替代。其实在AIP11的连接条件中也有一个"焊接连接"的条件，这和刚才提到的焊接零件是两个不同的概念，两者的本质区别是"焊接零件"允许把几个零件在运动仿真中定义成一个整体，但是作用力不能在这几个零件间传递。而"焊接连接"则可以做到力的传递，但是"焊接连接"只能两个、两个零件添加，不能同时选择几个零件集体定义。在这里我们把飞剪机的曲柄和剪刃定义为"焊接连接"，因为要计算剪切过程中曲柄的受力。
   
    连接条件定义完成后，定义一个垂直向下的重力9.8N，根据电机的输出功率求得起停式曲柄飞剪机的转速为280deg/s,根据轧件厚度和转速、求得剪切过程为0.35s，我们在剪刃添加一个剪切力(两入剪刃均要添加)，AIP11的运动仿真模块巾，设计人员可以根据实际需要给零件编辑添加力学曲线，在这里我们近似用剪切过程中最大冲击力计算。曲柄在运动0.15、后出现剪切力，O.5s后剪切力消失，方向受力方向一直保持竖直，所以我们要选择"固定载荷方向"。为捕捉剪刃运动形成的封闭曲线，我们还需要在剪刃处添加一个运动轨迹。