行星滚柱丝杠是将转动运动转化为直线运动，传动单位为丝杠及螺母之间的滚柱。依据新剑机电传动群众号，行星滚柱丝杠正在主螺纹丝杠的界限，行星铺排装置了6-8 个螺纹滚柱小丝杠，运用电机的转动转换为丝杠或螺母的直线运动。丝杠、滚柱、螺母三者之间通过螺纹啮合杀青传动。丝杠是牙型角为 90的众头螺纹;滚柱是具有相似牙型角的单头螺纹;螺母是具有与丝杠相似头数和牙型的内螺纹。行星滚柱丝杠布局与滚珠丝杠近似，是将滚珠替代为具有螺纹布局的滚柱，而丝杆和螺母布局根本近似。
电机驱动丝杠转动，从而使螺母完毕直线运动。行星滚柱丝杠副的做事道理为:丝杠可视为太阳轮，滚柱视为行星轮，螺母视为中央轮，当丝杠转动且螺母的周向固守时，滚柱正在圆周倾向做类行星运动，同时通过螺旋传动将丝杠(或螺母)的反转运动转换为螺母(或丝杠)的直线往还运动。行星滚柱丝杠做事道理和滚珠丝杠同样犹如的，即伺服电机驱动丝杠转动，从而使行星滚柱螺母总成鼓动电动缸推杆完毕直线往还推拉运动。
行星滚柱丝杠依据布局构成及运动相干的分歧，能够分为5 品种型：准则式行星滚柱丝杠、反向式行星滚柱丝杠 、轮回式行星滚柱丝杠、差动式行星滚柱丝杠、轴承环式行星滚柱丝杠。
反向式行星滚柱丝杠，螺母既动作传力部件又动作电机的的转子，一体化、小型化水准高。百般行星滚柱丝杠传动是机电装备主要推行机构，常睹的机电作动器可分为集成式机电作动器(I-EMA)和一格式机电作动器(C-EMA)两种4。外率的集成式机电作动器布局由直流无刷电机、独揽器(重要席卷速率、地点、扭矩独揽器和功率转换器)、减速器(齿轮传动或带传动)、滚珠丝杠(或行星滚柱丝杠)四局部构成。一格式机电作动器布局重要由行星滚柱丝杠(丝杠、滚柱和螺母)、电机(磁铁和线圈绕组)、独揽器(独揽、衡量、反应单位及对应接口)三局部构成。关于反向式行星滚柱丝杠，螺母既动作传力部件又动作电机转子，通过丝杠、滚柱和螺母三者的啮合传动杀青直线伺服，是真正事理上的一体化机电作动器。
丝杠质料为合金布局钢42CrMo，螺母和滚柱质料为高碳铬轴承钢，质料壁垒不高。依据Rollvis 中邦大陆中枢代办商天誉科技公司官网，行星滚柱丝杠中丝杠选用的质料为合金布局钢42CrMo，合金布局钢 42CrMo 强度和淬透性比 35CrMo 有所增高，调质后有较高的怠倦极限和抗众次袭击才智，低温袭击韧性优越。螺母和滚柱选用的质料为高碳铬轴承钢GCr15，高碳铬轴承钢 GCr15 归纳本能优越，淬火和回火后具有高而匀称的硬度，优越的耐磨性和高的接触怠倦寿命，热加工变形本能和切削加工本能均好。依据抚顺特钢官网，合金布局钢42CrMo价钱为9150 元/吨，高碳铬轴承钢 GCr15 价钱 10000 元/吨。
螺纹滚柱是传动的要害局部，成形加工工艺和产物德地直接定夺行星滚柱丝杠。当行星滚柱丝杠传动机构做事时，众个螺纹滚柱配合经受载荷，避免任何一个螺纹滚柱因承载过大而酿成毁伤失效。熟行星螺纹滚柱中，中心的螺纹局部的重要做事是传达载荷，齿轮局部和螺母内部的固定齿圈相啮合。螺纹滚柱动作行星滚柱丝杠传动机构的要害局部，其成形加工工艺和产物德地直接定夺行星滚柱丝杠传动机构的装置质地和本能。
行星滚柱丝杠重要有形变差错、创制差错、装置差错等，创制工艺对减小差错异常要害。个中创制症结席卷螺纹螺距、螺纹牙型、齿轮齿距、齿轮齿廓、创制偏爱等差错，对创制提出了异常高的精度请求。
行星滚柱丝杠传动体系的能量吃亏重要起原于其要害部件的摩擦阻力。重要席卷角接触轴承(或圆锥滚子轴承)接触摩擦、丝杆与滚柱侧螺纹啮合摩擦、滚柱与螺母侧螺纹啮合摩擦、滚柱齿与内齿圈摩擦以及坚持架和滚柱、螺母间的转动摩擦吃亏。
行星滚柱丝杠通过螺纹啮合杀青传动，螺纹的加工方法有旋风铣削、磨削加工、硬态车削、滚压成型等。行星滚柱丝杠仰赖零件间的螺纹啮合杀青传动效用，螺纹的加工精度将直接影响体系的传动精度、应用寿命、与稳定性。行星滚柱丝杠螺纹是由特定参数安排而成，其创制工艺举措重要为成型加工，比方旋风铣削、磨削加工、硬态车削、滚压成型等。
现有的轧制成形加工工艺有两种轧制成形举措：（1）正在一台兴办上装置螺纹和齿轮两种模具，按加工工艺程序正在分歧的功夫内先后轧制成形螺纹和齿轮；（2）正在众台兴办上永诀装置螺纹和齿轮两种模具，按加工工艺程序正在分歧的功夫内先后轧制成形螺纹和齿轮。
磨削是加工螺纹精度最高的工艺，可抵达 P1 级。磨削是高精度丝杠螺纹的重要加工举措，磨削的本色是砂轮的外外许众磨粒划擦、刻划和切削工件外外，应用螺纹磨床高速转动的成型砂轮对加工工件外外举行高速切削，应用磨削加工的滚珠丝杠最高可抵达P1 级。
磨削的中枢兴办是高精度磨床。依据中金企信邦际研究，磨床属于精度较高的加工机床，寻常正在工件加工的后端工序应用，使工件取得更高的加工精度和更低的外外毛糙度，晋升下逛机器的运转稳定性、应用精度等本能。分歧种别金属切削工艺的加工精度、外外毛糙度局限也分歧。
滚珠丝杠磨削加工精度的重要准则是螺距差错。正在实践坐褥流程中，因为各方面理由配合影响的结果，丝杠转动一周，而做事台并非刚巧行进一个螺距，云云就会变成螺距差错。滚珠丝杠螺距差错起原大致能够分为静态差错、动态差错和随机差错，这三种差错又席卷许众种，个中机床差错座、砂轮磨损和弹性变形以及热变形差错以及热变形差错对螺距差错影响较大。
Rollvis 公司熟行星滚柱丝杠市占近 40%，邦内起步较晚以邦提防围为主。依据中船重工智海立异中央，外洋已有众家公司具备创制众种布局大局行星滚柱丝杠的才智，如德邦LTK，瑞士Rollvis，英邦 Power Jacks、瑞典 SKF、美邦 Moog 和 Exlar 以及日本NSK等。个中瑞士Rollvis是寰宇上闻名的行星滚柱丝杠专业坐褥厂家，该公司商场据有率近40%。依据《行星滚柱丝杠电动缸行使近况_邓琦》，邦行家星滚柱丝杠电动缸的行使刚才起步不久，行使范围重要聚积正在邦防、汽车和冶金等范围。邦防工业方面，重要行使正在航天航行器姿势独揽、导弹发射架姿势独揽、坦克炮杆随动体系和升降架收放等方面。
邦内商场聚积度高，原质料本钱约 60%。目前邦内商场中，EWELLIX、Rollvis、GSA等邦际品牌市占率较高，别的尚有南京工艺和济宁博特两家邦内品牌，目前两家公司的产物本能与外洋尚有必定差异，资产化处于早期阶段。EWELLIX 公司行星滚柱丝杠产物本钱布局来看，原质料本钱占比梗概为 60%，工时本钱和坐褥所需本钱占比 15%，工场内的固定本钱分摊为15%，集团向法邦工场征收的收拾本钱占比 10%。2022 年 EWELLIX 产能2.5 万根，产能运用率85%。
磨制坐褥效劳低，扩张产能需加入更众兴办和职员。研磨工艺下，因为滚柱丝杠上的每一个螺纹都须要具有高导程精度，同时精度的一概性请求高，以致坐褥一根及格的丝杠往往须要几天的功夫。这意味着倘若须要扩张产能，就务必加入更众的呆板兴办。目前滚柱丝杠的加工还无法杀青主动化，倘若扩张产能也就务必同时减少须要的坐褥职员。因为轧制丝杠的创制本钱低于研磨丝杠，Rexroth 正在邦内的售价也比 EWELLIX 低 10%-20%控制的秤谌。
滚珠丝杠由螺杆、螺母、钢球、预压片、反向器、防尘器构成。是东西机器和紧密机器上最常应用的传动元件，是将反转运动转化为直线运动，或将直线运动转化为反转运动的理念的产物，同时兼具高精度、可逆性和高效劳的特征。因为具有很小的摩擦阻力，滚珠丝杠被广大行使于各式工业兴办和紧密仪器。
滚柱丝杠磨制精度和本钱高，轧制精度和本钱较低。依据中捷众创公司官网群众号，滚珠丝杠依据精度等第分为：轧制和研磨级丝杆，轧制丝杆的精度相对低一点，实用于精度请求不是很高的园地；而研磨级丝杆，精度比拟高，适合精度请求高的园地。依据螺母中的滚珠轮回方法，能够分为外轮回、内轮回、端盖式。端盖式是比拟早期的布局，弱点比拟显明，现正在行使较少。
依据中捷众创公司官网群众号，滚珠丝杠选型席卷：1、丝杆轴径2、导程3、精度4、预压等第。丝杠选型流程，最初依据行使场景挑选符合的丝杠类型，确定精度等第和预压等第。然后依据负载的巨细，确定滚珠丝杆的轴径。第三步依据负载须要的搬动速率，确定导程，最终确定导程之后，再依据推力和导程的相干式，确定驱动电机要供应的转矩。
依据 HIWIN 上银，滚珠丝杆精度参数显示重要是 2 个，1.放肆取有用螺纹300mm的最大幅度导程差错容许值。2.日常则是用丝杆螺纹长度内任取 300mm 的累积导程差错。
磨制滚柱丝杠精度高抵达 P1 级，异常适合给高精度兴办做定位部件。冷轧滚珠丝杠坐褥效劳高，但精度低，总中断正在 P7 级控制，只可正在兴办中做传动部件。依据创威达公司官网，轧制滚珠丝杆交货期急促。研磨滚珠丝杆特征是加工精度高，交货期舒徐，同品牌比拟较，比轧制丝杠单价高。
磨削滚珠丝杠是服从基准团结准则，以两头中央孔为加工工艺工序基准，通过热照料、车削、磨削等几十道工序一一完毕。冷轧滚珠丝杠是采用冷加工工艺模具创制，开模工艺主动化水准高，批量坐褥后本钱低，效劳高。
行星滚柱丝杠正在承载、刚度、精度、小型化方面均优于滚珠丝杠。因为螺纹传动布局的存正在，使得行星滚柱丝杠副具备以下上风。(1) 高承载才智、高刚度。装置空间相似时，滚珠丝杠副因为滚珠直径的限度，滚珠与丝杠滚道之间的啮合点数目远小于行星滚柱丝杠副中滚柱螺纹与丝杠螺纹间的啮合点数目，而啮合点数目增加会使得丝杠副承载才智变强。(2) 杀青小导程紧密传动。(3) 所需做事空间小。
行星滚柱丝杠具备众副、众体、众点上风，本能优于滚珠丝杠等一系传记动装备。比拟于守旧的滚珠丝杠传动，行星滚柱丝杠传动透露众副(螺纹副和齿轮副)、众体(众个零件参预啮合传达运动和动力)、众点(螺纹副众点接触)的啮合特质，故正在相似丝杠直径下，行星滚柱丝杠比滚珠丝杠的承载才智普及 6 倍，相似负载下节流 1/3 空间，寿命普及14 倍，做事处境温度局限普及2倍。采用行星滚柱丝杠动作传动机构的 EMA 与采用滚珠丝杠的EMA 比拟，相似推力下重量削减 30%，相似重量下推力晋升 50%。依据亿诚欧特官网，准则滚柱丝杠驱动可杀青赶上130吨力的动态负载才智（单驱动才智赶上液压缸）。
丝杠寿命与额定载荷正合联，与实践做事载荷、转速负合联。依据勃曼工业官网，滚珠丝杠寿命筹算公式为： L10 = (C / P)³ x 【1 / （60 x n）)】x 10⁶ 个中，L10 为滚珠丝杠的寿命，单元为米； C 为额定根本动载荷，单元为牛顿（N）； P 为实践做事载荷，单元为牛顿（N）；n为转速，单元为转每分钟（RPM）。依据天誉科技官网，单螺母行星滚柱丝杠外面寿命为L10=(C/ F)³ x 10⁶，C 为额定动载，F 为单螺母含齿隙的加权均匀负载，单元均为N，L10为外面寿命的转数。
加工精度差会导致载荷分散不均，进而导致寿命低重，个中重要爆发正在滚柱上。因为反向式行星滚柱丝杠（IPRS）上全数螺纹同时参预啮合，接触点众，正在经受轴向载荷时会发作载荷分散不均的题目。当 IPRS 载荷分散不均形象紧要时，会导致其传动精度及应用寿命大大低重。IPRS的失效大局分为 3 种：有时失效，磨吃亏效及怠倦失效。正在润滑优越的环境下，接触外外怠倦失效是机构失效的重要理由。从断裂力学的角度来看，外外怠倦摧残寻常始末裂纹萌生和裂纹拓展两个阶段。寻常裂纹的萌生寿命是组成接触面全寿命的重要局部。IPRS 的接触怠倦摧残重要爆发正在滚柱上，其次爆发正在丝杠上。
特斯拉呆板人Optimus 躯干共有 28 个合节，转动合节和直线 个。每个合节对应一个推行器，别的手部有 12 个推行器。依据 2022 年特斯拉 AI Day 直播显示，咱们对28个推行器地点和数目举行估计，大臂合节相当于“肱二头肌”，共 2 个，腕合节共4 个，每条大腿前后侧各一个，共 4 个，每个小腿各 2 个，共 4 个。呆板人能拿起约 9 公斤重物体，能够应用东西，杀青精准抓取小部件。
通过仿真模仿，斟酌本钱和重量两个成分，选出每个合节推行器最优解。依据2022年特斯拉AI Day 直播显示，正在安排合节驱动器时，最主要的工作便是确定驱动器的做事局限。最初关于呆板人的工况做了假设，针对这些工况举行了仿真，正在仿真中模仿出了呆板人正在各式地步下合节的输功效矩。之后将输功效矩投影到了合节驱动器的效劳图中，采用的是市道上能够买的准则品电机+减速机，之后依据分歧的电机和分歧减速比减速器组合，最终组合出十几万种结果，血色的弧线便是体系本钱和重量的最优弧线，再选出最符合的电机与减速比计划。之后将全身所相合节都做云云的理会，能够取得全身合节的最优组合。
从个人最优进一步到举座最优，28 个躯干合节最终选出 6 款推行器。为了低重坐褥本钱，对推行器数目举行了精简，即从个人的本钱与重量最优，到全身的本钱与重量最优。最终特斯拉挑选出了三款转动合节，三款直线合节，转动合节的扭矩为 20、110、180Nm，直线N，个中最大的线性推行器可稳定吊起半吨重的钢琴。
直线合节采用颠倒行星滚柱丝杠，餍足高承载、小型化需求。正在高速端，直线合节局部采用了内转子电机和浅显的球轴承。正在低速端，直线合节局部采用了颠倒行星滚柱丝杆，比拟于守旧的滚珠丝杆，能够经受更大的负载，比拟于正置的行星滚柱丝杠上风是小型化。正在传感器方面，合节正在高速端和低速端都装备了地点传感器以及力和力矩传感器。
依据方元明科技公司官网，行星滚柱丝杠电动缸的体积和重量依然无法和守旧的液压缸和气缸比拟，理由就正在于其依然须要“背”着伺服电机来驱动丝杠。从内到外的布局是：螺纹－滚柱组－套筒滑块。倘若将这个布局程序反过来，从内到外为：推杆滑块－滚柱组－螺纹，这便是反置式行星滚柱丝杠。 螺母反置式行星滚柱丝杠的推杆是通过外部的内螺纹套筒转动驱动的，于是只须或许让套筒转动就能够胀动推杆的直线运动。只须要将套筒外部贴上永磁体，即可让内螺纹套筒动作伺服电机的转子，正在定子线圈的磁场影响下，就能够让套筒转动了，省去了原本正在伺服电机和缸体之间的传动机构，晋升了传动效劳的同时，还极大了削减了电缸的体积和重量，但价钱和质地请求也更高。
依据分歧合节承载力需乞降体积巨细，特斯拉小、中、大三种型号线性推行器中，咱们估计大腿 4 个为大型号，大臂为 2 个中型号，小腿和腕部共 8 个小型号。
2021 年 9 月公司颁布非公然辟行股票预案，恒立墨西哥项目、线性驱动器项目、通用液压泵技改项目等项目，22 岁终召募资金 20 亿元，截至公司 2022 年年报，项目均正在稳步促进中。
公司紧密磨床席卷螺纹磨床、蜗杆磨床、外圆磨床等，个中螺纹磨床可用于滚珠丝杠副、螺杆副、紧密蜗杆等产物的加工，众项产物加添了邦内空缺，磨削精度可太平抵达P1级。秦川机床所属汉江机床坐褥 2 级、3 级精度的滚珠丝杠、直线导轨，有较高的精度坚持性，齐备能够餍足中高等数控机床的请求，其滚动效用部件席卷高精度滚珠丝杠副、行星滚柱丝杠副等近十种产物。近年来公司通过自决研发及创制，对螺纹磨床系列产物的高效升级改制，公司丝杠产物精加工秤谌取得有用的改革，丝杠产物由 P1 级晋升到 P0 级，精度秤谌抵达邦际进步秤谌。子公司汉江机床的丝杠产物精加工所有为其自决研发创制的螺纹磨床。
公司线性传动产物席卷滑动丝杆、滚动丝杆，行星滚柱丝杆。公司正在微型行星滚柱丝杆的研发与坐褥上已有里程碑式竣工。正在线性推行器倾向公司最重要的比赛敌手是美邦海顿科克，目前公司正在环球商场据有率排名第二，正在邦内市占率一经赶上对方成为第一。公司的丝杆螺母目前齐备自决坐褥，席卷安排、工艺、模具、注塑等。 关于高效劳、高精度、更龟龄命的行使园地，鼎智能够依据客户能担当的合理用度为电机选配分歧规格的滚珠丝杆，C7 是准则精度等第，有 C5/C3 精度等第可选。
公司显示于 2020 年 2 月份正式博得特斯拉供应商代码，成为特斯拉及格供应商，且两边已缔结相应的《汽车零部件产物及办事框架合同》，公司向特斯拉供货的产物为局部汽车零部件紧密小件。 宇华精机树立于 2022 年头，是贝斯特全资子公司，其承载了落实公司“高端装置中枢滚动效用部件研发及资产化项目”的战术工作，该项目将引进坐褥及检测等进口兴办约300台套（个中研发兴办 70 台），配套软件及体系、公辅步骤等 30 余套。项目修成后，主营产物席卷高精度滚珠丝杠副、高精度滚动导轨副等，将对准高端机床范围、半导体装置资产、主动化资产三大商场举行大举开辟。
依据公司投资者相干运动纪录外，公司滚珠丝杠产物重要行使于商用车变速箱，乘用车制动、转向及驻车体系，暂未行使正在人形呆板人上，但具备合联的坐褥才智，将把开辟呆板人商场提到主要做事日程上。2022 年 9 月，公司颁布定增预案，拟召募资金不赶上4.46 亿元，个中席卷扩修年产自润滑轴承 1.67 亿套、滚珠丝杠 3 万套项目。
公司正在互动易显示公司产物已正在工业减速器中广大行使，清晰到滑动轴承产物正在人形呆板人的紧密减速器中的行使时机，安置开辟对应的产物以拓展合联生意。
（本文仅供参考，不代外咱们的任何投资倡导。如需应用合联讯息，请参阅申报原文。）
