蒋冰瑶， 陈佳慧， 吕天渔

（武汉商学院机电工程与汽车服务学院， 湖北 武汉 430056）

引言

第五届全国大学生工程训练综合能力竞赛命题“8字型”小车的命题要求有两点。第一，小车完全由重力势能驱动，通过车上悬挂的砝码下落获取动能从而推动小车运动；第二，转向周期的合理控制，如果周期不合理，则很可能导致轨迹的变化，使小车呈现不规则的运动轨迹。以往的“8字型”小车比赛中，参赛作品多使用凸轮、槽轮等机构完成转向，曹斌等使用了槽轮间歇机构完成小车转向周期的控制[1]，武汉商学院姜峰等使用凸轮机构来完成小车的轨迹设定。这两种机构都不可避免地存在制作工艺方面的问题，槽轮间歇机构核心在于槽轮，对与之连接的几个零件都有着较高的加工精度要求；而凸轮机构的问题则在于凸轮轨迹难以计算，同时也有着较高的精度要求，故不选择以上两种方式，而是独辟蹊径地选择了不完全齿轮结构作为小车结构方案。齿轮传动较为精确，从动轮运动较为平稳，承受能力也更强。设计合理的不完全齿轮机构能较好地完成“8字型”轨迹的要求，同时也是小车的核心与创新设计之一。

1 小车设计流程

小车的结构是决定其稳定性、可行性的重要因素，因此结构设计是重中之重。首先，通过对命题的分析，选择合理的结构，其次则需要考虑小车零件材料、加工工艺、制作成本等问题，为响应低碳环保的号召，应力求节省与低耗，做到既有创新又能实现功能。……