（報告出品方/作者：華安證券，張帆）

1 傳動功能部件：絲杠產品介紹

　　滾珠絲杠的分類及結構

　　絲桿主要功能是將旋轉運動轉換成線性運動，或將扭矩轉換成軸向反復作用力，同時兼具高精度、可逆性和高效率的特點，所以其在精度、強度及耐磨性等 方面都有很高的要求，因此其加工從毛坯到成品的每道工序都要周密考慮。當前，滾珠絲桿是行業主流產品，相比于普通的絲桿（梯形絲桿），其在自鎖性、 傳動速度、使用壽命和傳動效率優勢明顯。 滾珠絲桿副，又稱滾珠絲桿、滾珠絲杠、滾珠螺桿。滾珠絲桿是由絲桿軸和螺母組成，而其中螺母又是由鋼球、預壓片、反向器、防塵器等組成。

　　滾珠絲杠的分類及結構

　　滾珠絲杠安裝形式的優劣很大程度上決定設備的運動精度與加工精度。常見安裝方式有4種：1）固定+固定；2）固定+支撐；3）支撐+支撐；4）固定+自由。 各安裝方式所適用的加工情況如下：方式1適用于高速回轉、高精度的情況；方式2適用于中速回轉、高精度的情況；方式3適用于中速回轉、精度不高的情 況；方式4適用于低速回轉、絲杠較短的情況。

　　我國滾珠絲杠產品發展歷程

　　滾珠絲杠產品標準的演變經歷了四個階段。滾珠絲杠是各類數控機床和機電一體化產品的重要配套件，已被國家列為需要振興的“特定基礎件”產品。我國數控機床的發展 帶動了滾珠絲杠的專業化生產和標準化工作。從70年代初期開始，我國滾珠絲杠產品標準的演變大體上經歷了四個階段:

　　(1)初期起步階段(1973~1982年)。1973年3月國內首次召開滾珠絲杠系列化座談會，并產生了我國第一個滾珠絲杠的尺寸系列精度等級規范(試行)。1974年10月我國第一個行 業(試行)標準《滾珠絲杠副驗收技術條件》出臺，并一直試行到1982年。

　　(2)部標準的誕生與實施階段(1982~1987年)。1976年JB3162·2-82《滾珠絲杠副精度》等三個部標準發布，主要參考德國的DIN69051標準而制定。它是根據數控機床的要求， 用導程誤差的直線性和方向目標值控制螺紋全長上導程誤差的線性狀態和方向的總趨勢。

　　(3)由單純控制精度到全面控制性能指標的過渡階段(1987~1991年)。JB3162·1~3-82部標準主要是零件精度標準，它對滾珠絲杠裝配后的綜合精度、工作性能指標、外觀及 裝質量等未作規定。1985年JB/GQ1098-87《滾珠絲杠副制造與驗收技術要求》和JB/GQ·F1061-87《滾珠絲杠副產品質量分等》兩個局批企業聯合標準發布。在 JB/GQ1098-87標準中，參考ISO/TC39/WG7的N179號文件和先進工業國家修訂后的新標準，首次制定了“動態空載預緊轉矩”、“可靠性”、“防銹”、“包裝和運輸”等技 術要求，作為對JB3162·1~3-82部標準的補充。

　　(4)在標準化技術委員會的領導下，積極采用ISO標準階段(1990年至今）。國際標準化組織ISO所屬機床技術委員會TC39，于1969年設立滾珠絲杠工作組WG7，我國于1982 年10月被接納為該工作組的通訊成員國。1983年元月我國在全國金切機床標準化技術委員會下面增設了滾珠絲杠工作組，開展了與ISO/TC39/WG7的對口業務活動。1990年 10月經國家技術監督局批準，全國金切機床標準化技術委員正式成立滾動功能部件分會，這標志著我國滾動功能部件的標準化工作邁向一個新的臺階。重新修訂的 JB3162·1~2-91等三個標準等效采用了對應的ISO標準，在行程精度、安裝精度和性能指標等方面均達到國際先進水平，為我國滾珠絲杠副產品進入國際市場奠定了基礎。

　　滾柱絲杠分類及結構構成

　　行星滾柱絲杠主要由三個部件組成即絲杠、滾柱、螺母。其中絲杠是牙型角為90°的多頭螺紋，滾柱是具有相同牙型角的單頭螺紋，其牙型輪廓通常加工 成球面，目的是提高承載能力，降低摩擦，提高效率。螺母是具有與絲杠相同頭數和牙型的內螺紋。若干個滾柱沿絲杠圓周方向均勻分布，當絲杠旋轉時， 滾柱既繞著絲杠軸線公轉又繞自身軸線自轉。滾柱與螺母具有相同的螺旋升角，與螺母嚙合時能夠確保純滾動并且沒有相對軸向位移。行星滾柱絲杠的結 構形式主要是通過滾柱相對于絲杠和螺母的運動關系來分類，主要有5種結構形式分別為標準行星滾柱絲杠、反向式、循環式、軸承環式和差動式。這5種 結構形式均包括絲杠、滾柱和螺母三大部件。

2 絲杠市場：以外資為主，進口替代空間廣闊

　　滾珠絲杠下游應用廣泛，機床為最主要應用

　　滾珠絲杠下游應用廣泛。根據滾珠絲杠產業鏈來看，上游行業為鋼鐵等原材料、絲杠、螺母、滾珠等零部件，下游行業為機床、半導體裝置、醫療 機械、機器人、專用機械、電池制造裝置等，應用領域非常廣泛。 機床為滾動功能部件最主要的應用領域。根據觀研報告網，滾珠絲杠廣泛應用于各領域，其中機床應用占比最大，占21.60%，其次主要應用于半導 體制造裝置和醫療機械，分別占比17.30%和15.20%。

　　我國滾珠絲杠產品發展歷程

　　我國滾珠絲杠起步較晚，技術正逐漸提升。滾珠絲杠在國外起步早、發展快、技術成熟，歐美市場在高端滾珠絲杠制造領域占據壟斷地位，并且 廣泛應用到各領域；在國內發展迅速，市場規模快速增長，同時國內大型生產企業技術逐漸提升，有望逐步實現國產替代。

　　滾珠絲杠行業市場規模持續增長

　　全球滾珠絲杠市場在2029年有望達到31.72億美元，亞太地區占主導地位。根據market research數據，2022年全球滾珠絲杠市場規模全球滾珠絲杠市場預計 到2029年有望達到31.72億美元的規模，在2023-2029年期間的復合年增長率為6.11%。據估計，北美滾珠絲杠市場將從2022年的3.81億美元增加到2029年的 5.45億美元。在2023-2029年期間的復合年增長率為5.35%；亞太地區滾珠絲杠市場預計將從2022年的12.18億美元增加到2029年的19.38億美元，2023年至 2029年的年復合增長率為6.9%；歐洲滾珠絲杠市場預計將從2022年的4.37億美元增長到2029年的6.12億美元，2023年至2029年的年復合增長率為4.78%。

　　滾珠絲杠競爭格局

　　滾珠絲杠行業外企占絕對優勢，我國在該領域規模較小。從滾珠絲杠主流企業來看，我國本土企業競爭實力與國外存在較大差距。在國內市場上，中 高端滾珠絲杠市場主要由德國和日本企業占據，THK、NSK、力士樂等國際企業可以占據高端市場90%的市場份額，而中國大陸企業主要活躍在中端 市場，約占30%的市場份額。主要原因為我國企業規模小，起步晚，在產品質量上達不到高精度水平。 我國滾珠絲杠市場價格逐年下降，競爭環境激烈。從價格走勢上看，滾珠絲杠市場價格由225元/套下降至181元/套，整體呈現出下降趨勢。系隨著外 資品牌加入搶占市場份額，我國行業競爭加劇，導致價格開始下滑。

　　滾柱絲杠導入人形機器人產業鏈，市場空間有望大幅提升

　　特斯拉人形機器人Optimus整體軀干共有28個關節執行器，其中線性執行器14個，旋轉執行器14個。具體應用部位分別為肩部6個旋轉執行器、肘部2個線性執行器和2個旋轉執行 器、腕部4個線性執行器、腰部2個旋轉執行器、髖部4個旋轉執行器、腿部8個線性執行器。這28個執行器可以完成Pitch（繞X軸旋轉）、Yaw（繞Z軸旋轉）和Roll（繞Y軸旋轉 ）等不同動作。研發團隊通過AI仿真模型和實際驗證，在低功耗、低成本和最輕質量的目標下，選取關節的最佳設計。

　　AI分析優化提高零部件通用程度。特斯拉工程師采用多個場景的模擬來模擬機器人在不同工作狀態下的表現，計算出每種場景下執行器的耗能和質量，并將這些數據抽象為一個 點，從而求解整個質點云的帕累托最優解。這一優化方法得出了能夠滿足多種使用場景的關節設計。實現了關節選型的復用，最終將實際所需執行器數量減少至6種。其中，包 含3種規格的旋轉執行器和3種規格的線性執行器。這種優化策略大大簡化了零部件的種類，提高了關節的通用性。