丝杠行业：人形机器人量产前夜，国内企业加速入局助推进口替代.docx
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2023-10-01
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丝杠行业：人形机器人量产前夜，国内企业加速入局助推进口替代
引子
滚珠丝杠简介
丝杠是一种将电机端旋转运动转化为直线运动的机械部件，广泛应用于具有直线运动功能的机器设备中。
电机通过联轴 器带动丝杠轴转动，丝杠轴上的螺母在螺旋形螺纹的驱动下实现直线往复运动，从而将电机
的旋转力矩转化为设备运动 所需要的直线方向的驱动力。
丝杠从设计结构角度分为：梯形丝杠、滚珠丝杠以及滚柱丝杠。其中，梯形丝杠中无滚动体，靠滑动摩擦
传递推力，传 动效率较低；滚珠和滚柱丝杠具有钢球或螺杆型的滚动体，靠滚动摩擦传递推力，传动效率
较高。当前，滚珠丝杠是行 业主流产品，相较之梯形丝杠，其在传动效率、传动速度、使用寿命等方面的
优势明显。
滚珠丝杠副的定义：其是由丝杠、螺母、滚珠等零件组成的机械元件，作用是将旋转运动转变为直线运动
或将直线运动 转变为旋转运动，它是传统滑动丝杠的进一步延伸发展。滚珠丝杠副因优良的摩擦特性使其
广泛运用于各种工业设备、 精密仪器、精密数控机床。
滚珠丝杠副的结构：滚珠丝杠副按循环方式分为：内循环端 块式(DK)，内循环端盖式(DG)，内循环浮动
式(F)，内循环 矩阵式(J)和外循环插管式(C)。
行星滚柱丝杠工作原理
标准式行星滚柱丝杠主要由丝杠、螺母、滚柱、内齿圈及保持架等部分组成，它主要是依靠 多个滚柱与丝
杠、螺母之间的螺纹啮合传动来将伺服电机的旋转运动转化为直线运动，其滚 柱通过保持架均匀的分布在
丝杠、螺母之间，为了防止滚柱相对于螺母发生轴向窜动的现象， 保持架与螺母之间轴向方向相对固定，
另外滚柱两边加工有直齿轮，目的是为了避免滚柱相 对于螺母的滑动而产生零件偏斜现象。当丝杠旋转时，
滚柱通过与丝杠之间的螺纹啮合一方 面会沿着丝杠轴线方向作直线运动，另一方面会在丝杠、螺母之间作
行星运动，而螺母则通 过保持架使其与滚柱之间无相对轴向位移，因此螺母与滚柱保持着相同的轴向移动
速度。
相较其他直线机构，行星滚柱丝杠具有大承载、长寿命、响应速度快和小体积等优势；相较 滚珠丝杠，滚
动丝杠的承载能力主要取决于滚动体之间接触面的曲率半径，接触点数目以及 接触面硬度与光洁度。在相
同接触表面硬度、光洁度与精度的条件下，滚柱丝杠比滚珠丝杠 具有更多的接触点，滚柱接触面的包络圆
曲率半径亦远大于滚珠丝杠钢球的曲率半径，这就 决定了滚柱丝杠比普通的滚珠丝杠具有更高的承载能力。
滚珠丝杠工艺：磨削 VS 冷轧
精密滚珠丝杠从加工工艺角度划分为磨削滚珠丝杠和冷轧滚珠丝杠两大类，磨削滚珠丝杠是按照基准统一
原则，以两端中心 孔为加工工艺工序基准，通过热处理、车削、磨削等几十道工序逐一完成，制造精度高
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