（报告出品方：申万宏源研究）

1.1丝杠：机械基础部件，衍生类型众多

丝杠是一种将电机端旋转运动转化为直线运动（或者相反传递）的机械部件。丝杠主要由丝杆、滚子、螺母三部分组成，其传动原理为：电机为螺母（或丝杠轴）提供旋转运动的动力，通过滚子与螺母、丝杠轴之间的摩擦力，带动丝杠轴（或螺母）进行直线运动，因此广泛应用于具有直线运动功能的机器设备中，如压力机械、注塑机、医疗设备、钢铁冶金、机床、机器人等。

根据传动原理的不同，丝杠可分为滑动丝杠（三角、梯形等）、滚动丝杠（滚珠丝杠、行星滚柱丝杠）等类型。①滑动丝杠：由丝杠轴和螺母组成，结构最简单，常见滑动丝杠的牙型（螺纹的轮廓形状）多为梯形，优势为技术成熟、成本低、能够自锁，但传动效率、精度和承载能力等性能较低，主要应用于低速、低精度、低负载机械设备中。②滚珠丝杠：由丝杠轴、螺母、钢球（滚珠）、密封圈等组成，工作原理为在丝杠和螺母上分别加工圆弧形螺旋槽，这两个圆弧格合起来便形成了螺旋滚道，在滚道内装入滚珠。当丝杠相对螺母旋转时，滚珠在螺旋滚道内滚动，迫使二者发生轴向相时运动。由于是滚动摩擦，相对于滑动丝杠而言，具有高精度、可逆性、高效率、摩擦力小、磨损小、寿命长等优势，同时缺点在于结构和工艺复杂，成本较高。在三种类型丝杠中，滚珠丝杠的应用领域最为广泛，机床、机器人、汽车、医疗设备、工程机械等均有应用。③行星滚柱丝杠：由丝杠轴、螺母、行星滚柱、保持架等组成，其原理类似于滚珠丝杠，丝杠轴带有螺纹，为滚柱提供螺旋滚道，行星滚柱替换滚珠作为螺母和丝杠之间的载荷传递元件。当丝杠轴旋转时，滚柱围绕丝杠做行星运动，通过螺旋传动原理将丝杠旋转运动转换为螺母的直线运动。相比滚珠丝杠，行星滚柱丝杠的承载力大幅提升，但制造难度和成本也大幅增加，目前用于需要高负载领域，对滚珠丝杠进行补充替代。

根据精度性能要求，丝杠可分为低端、中端和高端，对应不同的精度等级，适用于不同的下游场景。按照国内精度等级，精度分为P1-5、T7、T10，其中P1级精度最高，依次逐渐降低；按照日韩和中国台湾省采用的精度等级JIS，精度分为C0，C1，C3，C5，C7，C10，其中0级精度最高。①精度要求低：智能家居、电动工具、汽车等消费类工具对丝杠的精度要求较低，目前主要使用梯形丝杠和中低端滚珠丝杠；②精度要求高：工业机械设备对精度有一定要求，不同类型设备对精度的要求不同。一般来说，通用机械或普通数控机械选C7（任意行程内定位误差±0.05）或以下，高精度数控机械选C5（±0.）以上C3（±0.）以下，光学或检测机械选C3以上。

丝杠应用场景广泛，典型应用场景包括汽车、机床、半导体设备、医疗设备、机器人和航空航天等。①新能源汽车部件：随着汽车电动化和智能化发展，丝杠在汽车领域的应用不断加深，如汽车轮边线控刹车系统(EMB)、后轮转向系统(iRWS)、线控转向系统(SBW)、悬挂系统等，以及对汽车部件的调节控制装置。②数控机床：丝杠是机床标准核心零部件之一，机床包含旋转轴和直线轴，直线轴由丝杠和导轨组成。③自动化生产线：非标自动化化设备和产线涉及大量的直线运动部件，如自动化生产物料传输系统、食品包装产线、电子产品装配产线、坐标轴机器人等，丝杠能提供高精度和高重复性的运动控制。④注塑机、工程机械设备：过去工程机械、注塑机等主要采用液压缸作为直线往复运动的执行装置，而电动缸相比传统的液压缸和气动缸，具有清洁、高效节能、消除漏油风险等优势。随着电动化和节能化趋势，这些领域呈现电动缸替代传统液压缸的趋势。⑤人形机器人：行星滚柱丝杠是人形机器人线性执行器的核心部件，具有承载能力强的有点，海外的特斯拉、德国慕尼黑大学的LOLA机器人，国内理工华汇、开普勒采用了这一技术路线。⑥航空航天领域：航空领域如飞机襟翼开合系统、飞行器舵机扇面开合系统等采用了丝杠，对丝杠精度、承载力、工作寿命和对恶劣环境的适用性有严苛要求。

1.2壁垒：技术壁垒筑高集中度，材料设备工艺为核心

丝杠作为装备基础部件，对设备性能起到至关重要的作用，经过数十年的发展和迭代，已构筑起很高的进入壁垒，可总结为材料、设备、工艺经验等方面。1）材料是机械部件的制备基础，通常需要特种钢或其他金属材料进行制备；2）设备决定了机械部件的加工精度和效率，设备和零部件之间往往形成反哺关系，专业化设备进行零部件的专业化加工；3）工艺经验是机械部件中无形但十分重要的部分，因为机械部件加工需要较为复杂的工艺流程，各环节都需要经验的积累。具体来看：

（1）壁垒一：材料是丝杠的制备基础

丝杠对原材料要求严苛。丝杠在反复运动过程中会受到连续振动、冲击和摩擦，因此对于材料的强度、刚性、耐磨性、耐腐蚀性、抗疲劳性、承载力等一定要求，普通的金属材料无法满足需求，通常需要特种金属材料来进行制备。根据博特精工

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