【技术实现步骤摘要】
一种电动助力转向变比传动机构、设计方法和分析方法
本专利技术属于车辆转向传动
，尤其涉及一种电动助力转向变比传动机构、设计方法和分析方法。
技术介绍
目前，助力转向系统可以提高车辆低速转向轻便性和高速转向稳定性，但由于系统的传动比为定值，因此不能彻底解决辆低速转向轻便性和高速转向稳定性之间的矛盾关系。针对这一问题，有学者对转向系统的变比技术进行研究。现有变比方法包括：线控转向、电控助力式以及机械式。电控助力式变比技术同时兼顾了可靠性和安全性，具有良好的发展前景。助力传动机构是助力转向系统中的核心零部件之一，现有常用的助力传动方案有蜗轮蜗杆助力传动方案和差动轮系助力传动机构方案两种，研究表明差动轮系助力传动机构方案转向灵敏度好，但在无电机助力时需更大的转向力矩输入。蜗轮蜗杆助力传动方案和差动轮系助力传动机构方案，蜗轮蜗杆助力传动方案存在滞后和超调效应，为了解决差动轮系助力传动机构方案传动效率低，在无助力时对驾驶员体力消耗大的问题，提出了一种变比差动轮系助力传动机构，对差动轮系中的非圆齿轮进行了设计，并通过动力学分...
【技术保护点】
1.一种电动助力转向系统变比传动机构，其特征在于，所述电动助力转向系统变比传动机构设置有：/n方向盘；/n方向盘通过转动轴与第一圆柱齿轮连接，第一圆柱齿轮通过转动轴与太阳轮连接；/n太阳轮通过行星轮与齿圈连接，齿圈通过连接轴与蜗轮蜗杆连接，行星轮通过行星架与第二圆柱齿轮连接。/n
【技术特征摘要】
1.一种电动助力转向系统变比传动机构，其特征在于，所述电动助力转向系统变比传动机构设置有：
方向盘；
方向盘通过转动轴与第一圆柱齿轮连接，第一圆柱齿轮通过转动轴与太阳轮连接；
太阳轮通过行星轮与齿圈连接，齿圈通过连接轴与蜗轮蜗杆连接，行星轮通过行星架与第二圆柱齿轮连接。
2.如权利要求1所述的电动助力转向系统变比传动机构，其特征在于，所述方向盘与第一圆柱齿轮间的转动轴上设置有扭矩传感器。
3.如权利要求1所述的电动助力转向系统变比传动机构，其特征在于，所述第二圆柱齿轮通过转动轴与齿轮齿条机构连接。
4.一种如权利要求1～3任意一项所述电动助力转向系统变比传动机构的电动助力转向系统变比传动机构设计方法，其特征在于，所述电动助力转向系统变比传动机构设计方法，包括：
行星架输出的力矩是方向盘输入的力矩和助力电机经过蜗轮蜗杆机构减速后的力矩叠加而成，根据周转轮系传动比计算方法可以得到：
式中，z3、z5分别为齿圈和太阳轮的齿数，n3、n5、nH分别为齿圈、太阳轮和行星架的转速；
当n3＝0时，齿圈被锁定，简化为：
进一步得到：
式中，a为太阳轮和行星轮的中心距；
r5需随输入转角的增大而增大；
将太阳轮、行星齿轮和齿圈设计成非圆齿轮，增加圆柱齿轮组；非圆齿轮对称转动，方向盘输入的转角均有相应的传动比与之对应，通过第一齿轮组增大传动比，增加第二齿轮组。
5.如权利要求4所述的电动助力转向系统变比传动机构设计方法，其特征在于，所述非圆齿轮的设计方法为：
太阳轮和行星轮的旋转轴均为固定轴，太阳轮和行星轮分别绕O1和O2旋转，O1O2为中心距，记为a；瞬时传动节点P在直线O1O2上，O1P和O2P是当前时刻太阳轮和行星轮的节圆半径，记为r1、r2；齿轮旋转时，两齿轮通过P点啮合，P点在O1O2上移动从而导致传动比发生变化；在此过程中，太阳轮和行星轮的节曲线方程表示为：
当太阳轮转过θ1，行星轮转过的角度为：
设计的齿轮的节曲线不能完全闭合，使齿轮节曲线闭合需满足：
式中，n1和n2分别为太阳轮旋转一周，传动比曲线做周期性变化的周期数；由于转向系统左转和右转时均要求传动比曲线变化一个周期，n1和n2均取2；
所述得到使非圆齿轮连续可靠地完成变传动比转动的传动比：
式中，f1(θ1)与f2(θ1)关于θ1＝180°对称。
6.如权利要求5所述的电动助力转向系统变比传动机构设计方法，其特征在于，所述根据β可以计算出i7，i7的大小取决于方向盘转角范围与非圆齿轮变传动比转角范围之间的对应关系；车型方向盘转角范围为[-780°，780°]，非圆齿轮的转角范围为[0，360°]，此时可初步计算得到i7＝4.33；
在确定传动比i5的条件下，根据以上两个条件得到可用的太阳轮节曲线；
获取行星齿轮的节...
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