随着全球汽车保有量的不断上升，能源消耗、环境污染问题日益凸显，汽车的可持续发展面临着越来越严峻的形势，电动车是解决上述问题的有效途径，得到了越来越广泛的研究与发展。动力源是电动汽车研究的关键部分，因此，主动式车轮被提出来：主动式车轮是一种将发动机、传动系统和制动系统融为一体的车轮装置。主动式车轮的设计研究主要包括以下内容：首先，通过对电动汽车的性能分析，引入行星轮系作为电动车动力系统的主要组件，选择合适的传动方案，建立机构动力学模型，并通过具体数据计算输入输出的力与速度的大小，选择电机并确定电机的参数。其次，利用ADAMS软件对主动式车轮进行建模，前处理，分析计算，通过改变太阳轮与行星齿轮的齿数，得出较好的适用于主动式车轮系统的行星齿轮系统；通过研究太阳轮和行星架的单独工作状态，确定双自由度的行星系统是优于单自由度系统的；通过对整个主动式车轮系统施加载荷，研究其电机的输出扭矩情况。然后，利用ANSYS有限元分析软件对行星架进行静力学和模态分析，选择出制造行星架的最佳材料，并验证了行星架的设计结构在外载荷作用下满足强度要求和使用性能要求。通过对行星架变转速的研究行星架固有频率随着转速增大的变化趋势；分析了太阳轮、行星轮和内齿轮的固有频率及对应振型，确定零件在运行过程中电机的振动不会对其他零件造成共振。最后利用拓扑优化对行星架进行优化设计，在满足使用强度的情况下使零件的质量最轻。对优化后的行星架进行重设计和有限元校核，确保其满足使用要求。