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2023-10-01
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丝杠行业专题分析：高壁垒大空间，多企业布局加速国产替代
滚珠丝杠：将旋转运动转换为线性运动的重要传动装置
滚珠丝杠基本组成部分包括轴、螺母和它们之间螺纹中的滚珠，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。滚珠丝杠能够将旋转运动转换成线性运动，或将扭矩转换成轴向反复作用力，是最常使用
的机械传动元件之一， 具备高精度、可逆性和高效率的特点，被广泛用于数控机械、精密机床、工业机械、
电子机械和航空航天业等领 域。
滚珠循环方式分为内循环和外循环
根据螺母中的滚珠循环方式，主要分为内循环和外循环方式。内循环结构中，螺母侧面孔内装有反向器，
滚珠 在反向器作用下越过丝杠螺纹顶部进入相邻滚道内，形成一种单循环方式，滚珠循环过程中始终与丝
杠表面接 触，具有结构紧凑、流畅性高， 回路短、传动效率高等优点，但反向器槽型加工较复杂。外循
环结构中，滚珠 会离开丝杠的螺纹滚道，通过螺母外表面的螺旋槽或插管返回丝杠螺母间返回循环，具备
加工方便、传动效率 高的优点，被广泛应用。
2030 年全球滚珠丝杠市场规模有望达 405.7 亿美元
滚珠丝杠作为重要的机械传动元件，下游应用市场主要包括工业机器人技术和管道场景等，终端市场主要
面向 航空、制造、能源和公共事业等领域。全球滚珠丝杠市场前景广阔，根据 Zion Market Research 数
据，2022 年 全球滚珠丝杆市场规模达到 230.5 亿美元，预计 2030 年全球市场规模可达 405.7 亿美元，
CAGR 约为 7.32%。分区 域来看，亚太地区依托制造业产业链优势，市场份额占比最高；新技术创新及
自动化程度提升下，北美成为全 球第二大滚珠丝杠市场。
行星滚柱丝杠优势明显但价格昂贵
滚珠丝杠副由于滚珠直径受限，很难满足空间小、重载的工况要求；行星滚柱丝杠副相比滚珠丝杠副具备
多项优势：（1）高 承载：滚柱的几何形状比滚珠的球形提供了更多的接触点，具有更高的承载能力和刚
度。（2）小体积：相同承载能力下，滚 珠的体积比滚柱大 2/3。（3）高速度：保持架使运动过程中的相
邻滚柱之间不相互碰撞，工作速度更高。（4）高精度：滚柱 丝杠中丝杠螺旋升角较小，牙型轮廓为 90°的
三角形，该结构具备更高精度，进给量可精确至毫米以下。（5）长寿命：根据 GSA 寿命试验，相同工况
下的滚柱丝杠是滚珠丝杠实际寿命的 15 倍。但同时，行星滚柱丝杠高性能造成其高技术壁垒，主要被 国
外厂商垄断，价格昂贵，限制了其应用范围。
人形机器人快速发展，市场空间广阔
特斯拉 Optimus 量产在即，国内机器人产业链发展提速。随着全球工业机器人行业逐渐成熟，以及 AI
技术快速发展，人形机 器人行业进入萌芽期。相比于工业机器人，人形机器人更能适应于各类现实生活的
场景，使得机器人能从专用转向通用，增大 规模效应降低成本。据中国网财经 2022 年 10 月报道，特斯
拉 Optimus 人形机器人将于 3-5 年内实现量产上市，产量可达百万级， 价格控制在 2 万美元以内。优必
选、小米相继推出 Walker X、 Cyber One 等产品，腾讯、字节跳动等国内企业也纷纷布局，有 望逐步
缩小中外技术差距，推动我国人形机器人产业发展。人形机器人在全球范围内处于高速发展阶段，未来市
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