转向执行器总成由壳体、电动机、减速机构、输出轴和锁止机构组成。
(1)电动机 电动机采用高功率、低噪声的直流无刷电动机作为伺服电动机,封装在转向执行器总成壳体内;由永磁铁、线圈和转子轴组成,转子轴与谐波齿轮减速器的波动发生器相连接,将电动机的转矩传输到谐波齿轮减速机构。其作用是由转向控制ECU发出的信号进行控制,并根据转向盘的转动方向顺时针或逆时针旋转。转角传感器的作用是检测电动机的转子轴位置和旋转速度。
(2)锁止机构 锁止机构安装在电动机上,主要由固定在电动机上的锁架、安装在壳体上的锁杆及使锁杆作用的电磁阀组成。在系统发生故障时,锁止机构可以机械锁止电动机,使电动机停止旋转。锁止机构激活时,转向ECU切断锁止电磁阀的电流,回位弹簧推动锁杆与锁架齿槽啮合,以机械锁止电动机的转动,锁止解除时,转向控制ECU接通锁止电磁阀的电流,使锁杆与锁架脱开,电动机转动。
(3)减速机构 减速机构采用了结构紧凑、减速比大、高精度的谐波齿轮传动装置,它是利用机械波控制柔性齿轮的弹性变形来实现运动和动力传递。
当刚齿轮固定,波动发生器凸轮由电动机带动旋转,凸轮在柔性齿轮内转动,就迫使薄壁滚珠轴承及柔性齿轮发生弹性变形。这时柔性齿轮变形成椭圆形齿轮,随波动发生器凸轮旋转.的相反方向转动,椭圆形长轴上的齿与刚齿轮上的齿啮合,而短轴上的齿则脱开,形成“啮人-----啮合-----啮出-----脱开”,使柔齿轮相对刚齿轮发生错齿位移。
波动发生器凸轮顺时针(逆时针)转动一周,柔性齿轮相对刚齿轮逆时针(顺时针)转过了两个齿。因为柔性齿轮比刚齿轮少两个齿,而与柔齿轮相啮合的驱动齿轮齿数与柔齿轮齿数相等。因此,驱动齿轮输出轴也相对刚齿轮转过两个齿。
谐波齿轮传动比=柔性齿轮齿数/刚齿轮齿数—柔性齿轮齿数。