【正文】 steering system. The operating principle and operating mode of dual plaary gears mechanism were analysed. Active steering is realized with a plaary gear set and an angel assist motor. The curve of perfect variable steering ratio was designed. The circumstances of Active steering in three special situations were analysed. It is the pointed out that using the system, together with other dynamics control system to realize integrated chassis control is the development trend of AFS technology in the future. Keywords: Active Front Steering, Variable Steering Ratio, Dual Plaary Gears Mechanism 目錄 上海師范大學本科畢業(yè)論文（設計）誠信聲明 …… …… ………………… I 上海師范大學本科畢業(yè)論文（設計）選題登記表 … ………… …………… II 上海師范大學本科畢業(yè)論文（設計）指導記錄表 ………… ………………Ⅳ 中文摘要及關鍵詞 … …… ……… ………………………… …………………Ⅴ 英文摘要及關鍵 … ………… …………………………………………………Ⅵ 正文 … ……… ………………………………………………………………… 1 第一章 緒論 … …………… …… ……………………………………………… 1 第二章 主動前輪轉向系統(tǒng)的基本結構和工作原理 … … …………… … …… 3 一、 主動前輪轉向系統(tǒng) 的基本結構 … …………………… ………… ……… 3 二、 主動前輪轉向系統(tǒng) 的工作 原理 … … ……………………… …… …… … 4 第三章 主動前輪轉向系統(tǒng)的設計 … … …………… ………………… ……… 5 一、 前行星齒輪的設計 … … ……… ……… ……… ………………………… 5 二、 后行星齒輪的設計 … ………… ………… ……… ……………………… 9 三、其余部件的選用和介紹 ………………………………………………… 11 第 四 章 幾種不同工況下不同工作情況的研究與分析 … ………………… 12 一、 當車速為 0km/h 時 … …… …………… ……………… …… ………… … 13 二、 當車速為 30km/h 時 …………… … ………… ……… ………………… 13 三、當車速為 120km/h 時 …………………………………………………… 14 四、特殊和極限工況 ……………………………………………………… … 14 第五章 總結與展望 ………………… …………………………………… … 16 參考文獻 ……………… ……………………………………………… … 18 致謝 … ………… ……… …………………………………………………… … 19 1 正文 第一章 緒論 汽車轉向性能是汽車的主要性能之一，轉向系統(tǒng)的性能 會 直接影響到汽車的操縱穩(wěn)定性， 對于確保車輛的安全行駛、減少交通事故以及保護駕駛員的人身安全、改善駕駛員的工作條件起著重要的作用。如何合理地設計轉向系統(tǒng)，使汽車具有良好的操縱性能，始終是設計人員的重要研究課題。 在汽車技術的發(fā)展過程中，轉向技術經歷了機械轉向系統(tǒng)、液壓助力轉向系統(tǒng)、電控液壓轉向系統(tǒng)、電控的電動助力轉向系統(tǒng)、主動轉向系統(tǒng)和線控轉向系統(tǒng)幾個階段。 轉向技術也由開始時的轉向費力 并且結構復雜發(fā)展到了駕駛員只需提供小部分 的轉向力，大部分由助力轉向裝置提供，且結構越來越精簡。但是始終 存著在一個問題， 在傳統(tǒng)轉向系統(tǒng) 或助力轉向系統(tǒng) 中，方向盤到前輪的傳動比是一個嚴格固定的值。而 此 的設計會造成這樣的缺陷：在汽車停車或者低速工況下駕駛員需要大幅度的轉動方向盤，而在高速行駛時又不能 是方向盤過于靈敏 ， 不然車輛的穩(wěn)定性和安全性會隨之下降。 由此主動前輪轉向（ Active front steering AFS）應運而生。主動前輪轉向 的技術核心在于通過對前輪加入一個不依賴駕駛員轉向盤輸入的附加轉角 ，通過疊加轉向實現變傳動比和對車輛穩(wěn)定性的主動控制。 變傳動比：變傳動比指根據駕駛條件增加或者減小前輪的轉向角度，在低速時電機的作用與駕駛員轉動方向盤的方向一致，使轉向傳動比相較于平時更小，以減小方向盤的轉動圈數，提高轉向靈敏度和車輛操控性；高速時電機的作用與駕駛員轉動方向盤的方向相反，使轉向傳動比相較于平時更小，以減少前輪的轉向度數 ，提高穩(wěn)定性和安全性。主動前輪轉向控制根據車速等情況選擇合適的轉向傳動比，解決了行駛過程中轉向靈敏度、車輛安全性和穩(wěn)定性的矛盾。讓駕駛更舒適、更靈活，最最重要的是 2 更安全。 穩(wěn)定 性控制：主動前輪轉向可通過電子控制的機械控制器自動修正轉向角度，干預偏航情況的發(fā)生增加車輛的穩(wěn)定性。特別是在危急情況下，主動前輪轉向會及時的修正有駕駛員操控的車輪位置，使車輛能更高速、高效的穩(wěn)定駕駛。 國外對于主動轉向的研究在上世紀的 60 年代就開始了。 2021 年寶馬公司在部分 5系汽車上安裝了由其與 ZF公司聯(lián)合開發(fā)的主動前輪轉向系統(tǒng)并成功上市。隨著寶馬 5 系新款不斷推出，寶馬公司的前輪主動轉向技術也不斷成熟。在寶馬推出成功產品后，保時捷公司也在其 997 系列上裝配了一款可變傳動比系統(tǒng)。隨后奔馳 C 級轎車與奧迪公司也 相繼推出各自的可變轉向傳動比系統(tǒng)。 國內在主動前輪轉向系統(tǒng)研究方面起步相對較晚，但是主動前輪轉向系統(tǒng) 的控制技術越來越受到重視，因為主動轉向系統(tǒng)無論在當前還是今后都將是發(fā)展的一個方向 ，所以近些年國內科研單位和眾多學者對于主動轉向系統(tǒng)和主動轉向系統(tǒng)的控制進行了不少的研究。 本文著重 對于主動前輪轉向進行研究，根據寶馬汽車前輪主動轉向來設計一個行星齒輪機構的可變轉向傳動比轉向，并設計幾種特殊工況下的不同工作情況。 3 第二章 主動前輪 轉向系統(tǒng)的基本結構與工作原理 一、 主動前輪 轉向系統(tǒng)的基本結構 主動前輪 轉向系統(tǒng) （圖 21） 保留了傳統(tǒng)轉向系統(tǒng)中的機械結構：方向盤、轉向柱、齒輪齒條轉向機構和轉向橫拉桿，但為了實現轉向傳動比的改變，在方向盤與齒輪齒條機構之間的轉向柱上添加了一套行星齒輪機構和電子伺服轉向系統(tǒng)，用它來提供疊加轉向角。 圖 21 主動前輪轉向系統(tǒng) 圖 22 為雙行星齒輪機構的簡圖。輸入軸與方向盤連接，另一端與前太陽輪連接，前太陽