證券研究報(bào)告證券研究報(bào)告通用機(jī)械機(jī)械傳動(dòng)：高精控制百寶箱2023年9月29日│中國(guó)內(nèi)地 專題研究機(jī)械傳動(dòng)為機(jī)械設(shè)備三大傳動(dòng)方式之一，高控制精度為核心優(yōu)勢(shì)機(jī)械傳動(dòng)為機(jī)械設(shè)備三大傳動(dòng)方式之一，傳動(dòng)機(jī)構(gòu)類型繁多，高精密傳動(dòng)零部件仍待國(guó)產(chǎn)化，人形機(jī)器人等新產(chǎn)業(yè)有望帶來彎道超車機(jī)遇。本報(bào)告系統(tǒng)闡述了機(jī)械傳動(dòng)特點(diǎn)、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)基本原理、典型機(jī)械傳動(dòng)裝置及應(yīng)用、機(jī)械傳動(dòng)導(dǎo)向及支承零部件概況、機(jī)械傳動(dòng)自主研發(fā)關(guān)鍵因素，全面覆蓋機(jī)械傳動(dòng)原理、市場(chǎng)、應(yīng)用分析。機(jī)械傳動(dòng)特性：高精確轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速變換器機(jī)械傳動(dòng)即用各種形式機(jī)構(gòu)傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力，主要用于轉(zhuǎn)變?cè)瓌?dòng)機(jī)輸出的動(dòng)力及運(yùn)動(dòng)形式以滿足工作機(jī)需求。相較于液壓、電氣傳動(dòng)，機(jī)械傳動(dòng)主要優(yōu)點(diǎn)包括：傳動(dòng)比準(zhǔn)確、實(shí)現(xiàn)回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、能傳遞較大的扭矩、傳動(dòng)效率高；但機(jī)械傳動(dòng)存在功率質(zhì)量比低、響應(yīng)速度較慢、無級(jí)變速機(jī)構(gòu)復(fù)雜等缺點(diǎn)，故主要適用于速度不高的有級(jí)變速傳動(dòng)。機(jī)械傳動(dòng)可轉(zhuǎn)要實(shí)現(xiàn)機(jī)構(gòu)包括帶傳動(dòng)、凸輪機(jī)構(gòu)、螺旋機(jī)構(gòu)。典型機(jī)械傳動(dòng)裝置：旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)看減速器，直線運(yùn)動(dòng)看絲杠減速器為以齒輪為主要傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)裝置，用于實(shí)現(xiàn)“回轉(zhuǎn)→回轉(zhuǎn)”運(yùn)動(dòng)形式；減速器應(yīng)用領(lǐng)域廣泛，起重運(yùn)輸、水泥建材、礦山冶金、電力、機(jī)器人等領(lǐng)域均有應(yīng)用，其中，減速器在機(jī)器人BOM表中占比相對(duì)較高，工業(yè)機(jī)器人滲透率加速提升、人形機(jī)器人產(chǎn)業(yè)化穩(wěn)步推進(jìn)，機(jī)器人應(yīng)用已成為減速器需求增長(zhǎng)核心驅(qū)動(dòng)力，典型機(jī)器人用減速器包括諧波、RV及行星減速器。絲杠即絲杠螺母副，屬螺旋傳動(dòng)，精密機(jī)械中主要應(yīng)用滾動(dòng)螺旋，滾動(dòng)螺旋機(jī)構(gòu)中，滾珠絲杠應(yīng)用最廣，行星滾柱絲杠市場(chǎng)規(guī)模較小，但屬于人形機(jī)器人線性關(guān)節(jié)主要解決方案，市場(chǎng)空間有望打開。高精機(jī)械傳動(dòng)自主研發(fā)：材料、設(shè)備、工藝、驗(yàn)證缺一不可綜合各類精密機(jī)械傳動(dòng)零部件技術(shù)壁壘及海外龍頭發(fā)展歷程，我們認(rèn)為機(jī)械傳動(dòng)自主研發(fā)主要影響因素有三：1）材料：材料為高精度機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)制備基礎(chǔ)；我國(guó)材料已實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)化，但冶金質(zhì)量穩(wěn)定性、材料純凈度、材料均勻性等仍與海外存在差距。2）設(shè)備及工藝：設(shè)備性能與工藝積累決定零部件加工精度；我國(guó)機(jī)床產(chǎn)業(yè)大而不強(qiáng)，機(jī)床數(shù)控化率、平均加工精度仍有待提升。3）應(yīng)用-反饋-迭代：為打造閉環(huán)的最終環(huán)節(jié)，9月工信部等7部門印發(fā)《機(jī)械行業(yè)穩(wěn)增長(zhǎng)工作方案（2023—2024年）》，鼓勵(lì)“整零”協(xié)作，機(jī)械傳動(dòng)零部件為政策支持核心，應(yīng)用驗(yàn)證進(jìn)程有望穩(wěn)步推進(jìn)。風(fēng)險(xiǎn)提示：自主研發(fā)不及預(yù)期，人形機(jī)器人產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程不及預(yù)期，政策推進(jìn)不及預(yù)期，研發(fā)風(fēng)險(xiǎn)。

行業(yè)走勢(shì)圖 通用機(jī)械 滬深300(%)18115(2)(9)Sep-22 Jan-23 May-23 Sep-23資料來源：，正文目錄機(jī)械傳動(dòng)：高精確度的轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速變換器 5機(jī)械傳動(dòng)為轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速變換器 5機(jī)械傳動(dòng)相對(duì)優(yōu)勢(shì)在于傳動(dòng)比準(zhǔn)確 6主要機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)原理 9回轉(zhuǎn)→回轉(zhuǎn)：齒輪傳動(dòng)應(yīng)用最為廣泛，輪系為主要應(yīng)用形式 9回轉(zhuǎn)→移動(dòng)：帶傳動(dòng)、凸輪機(jī)構(gòu)、螺旋機(jī)構(gòu)較為常用 帶傳動(dòng)：主要用于高速級(jí)、圓周力較小場(chǎng)合 凸輪機(jī)構(gòu)：主要用于小傳力往復(fù)移動(dòng)場(chǎng)合 12螺旋機(jī)構(gòu)：廣泛應(yīng)用于精密儀器儀表 13其他：齒輪齒條——可實(shí)現(xiàn)“回轉(zhuǎn)→移動(dòng)”的齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu) 13多運(yùn)動(dòng)形式變換：連桿機(jī)構(gòu) 14典型機(jī)械傳動(dòng)裝置：旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)看減速器，直線運(yùn)動(dòng)看絲杠 16減速器：旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)核心傳動(dòng)裝置，新型齒輪系空間逐步打開 16諧波減速器：多關(guān)節(jié)機(jī)器人手腕驅(qū)動(dòng)主要減速器 18RV減速器：多關(guān)節(jié)機(jī)器人機(jī)身驅(qū)動(dòng)主要減速器 21行星減速器：多用于直角坐標(biāo)機(jī)器人 23絲杠：直線運(yùn)動(dòng)核心傳動(dòng)裝置，滾動(dòng)螺旋精密機(jī)械最為常用 26滾珠絲杠：工具機(jī)械與精密機(jī)械中應(yīng)用最廣泛的機(jī)械傳動(dòng) 27行星滾柱絲杠：性能更佳的螺旋傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，人形機(jī)器人打開市場(chǎng)空間 31靜壓絲杠：多用于重載大型機(jī)械傳動(dòng)，技術(shù)壁壘較高 34導(dǎo)向及支承機(jī)構(gòu)：配合機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)傳遞運(yùn)動(dòng)及動(dòng)力 36導(dǎo)軌：支承與引導(dǎo)運(yùn)動(dòng)部件沿確定軌跡運(yùn)動(dòng) 36軸：支承旋轉(zhuǎn)零件，傳遞力與力矩 39軸承：支承旋轉(zhuǎn)軸及其他運(yùn)動(dòng)體，引導(dǎo)運(yùn)動(dòng)并承受軸上載荷 41高精機(jī)械傳動(dòng)國(guó)產(chǎn)替代：材料、設(shè)備、工藝、驗(yàn)證缺一不可 47材料：國(guó)產(chǎn)材料筑基不牢 47設(shè)備與工藝：淘金離不開賣鏟人 49應(yīng)用場(chǎng)景驗(yàn)證與積累：打造閉環(huán)的決定性環(huán)節(jié) 50風(fēng)險(xiǎn)提示 51圖表目錄圖表1：機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)的一般組成 5圖表2：各類傳動(dòng)機(jī)構(gòu)可實(shí)現(xiàn)的運(yùn)動(dòng)、動(dòng)力轉(zhuǎn)換功能各異 5圖表3：機(jī)械傳動(dòng)與電氣傳動(dòng)、流體傳動(dòng)對(duì)比 6圖表4：機(jī)械傳動(dòng)可按照傳動(dòng)原理分為摩擦傳動(dòng)、嚙合傳動(dòng)、推壓傳動(dòng)三類 6圖表5：牛頭刨床機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)包括帶傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、齒輪機(jī)構(gòu)、連桿機(jī)構(gòu)、螺旋機(jī)構(gòu) 7圖表6：各主要傳動(dòng)機(jī)構(gòu)應(yīng)用場(chǎng)景各異 8圖表7：齒輪傳動(dòng)分類 9圖表8：齒輪傳動(dòng)主要特點(diǎn)及適用范圍 10圖表9：輪系可分為定軸輪系、周轉(zhuǎn)輪系、組合輪系三大類 圖表10：帶傳動(dòng)可分為摩擦型、嚙合型兩類 圖表帶傳動(dòng)示意圖 12圖表12：鏈傳動(dòng)示意圖 12圖表13：凸輪機(jī)構(gòu)按照凸輪形狀可分為盤型凸輪、移動(dòng)凸輪、圓柱凸輪 12圖表14：螺旋傳動(dòng)可分為普通、滾動(dòng)、靜壓螺旋傳動(dòng)三類 13圖表15：齒輪齒條由圓形齒輪與直線型齒條相互嚙合 13圖表16：“回轉(zhuǎn)→移動(dòng)”傳動(dòng)機(jī)構(gòu)各有優(yōu)缺點(diǎn) 14圖表17：平面鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)包括曲柄搖桿機(jī)構(gòu)、雙曲柄機(jī)構(gòu)、雙搖桿機(jī)構(gòu)三種形式 15圖表18：常用減速器型式及特點(diǎn)和應(yīng)用 16圖表19：?jiǎn)渭?jí)圓柱齒輪減速器結(jié)構(gòu) 17圖表20：擺線針輪行星減速器結(jié)構(gòu) 17圖表21：減速器下游應(yīng)用領(lǐng)域繁多（2019） 17圖表22：工業(yè)機(jī)器人每個(gè)回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)關(guān)節(jié)均需應(yīng)用減速器 17圖表23：工業(yè)機(jī)器人BOM表中減速器成本占比超過30% 17圖表24：多關(guān)節(jié)機(jī)器人應(yīng)用最為廣泛 18圖表25：諧波與減速器在全球機(jī)器人用減速器中的銷量占比較高 18圖表26：行星、、諧波減速器應(yīng)用場(chǎng)景各異 18圖表27：諧波減速器主要由剛輪、柔輪、諧波發(fā)生器三大基本部分組成 19圖表28：國(guó)內(nèi)龍頭綠的諧波國(guó)內(nèi)市占率已達(dá)23%（2022） 20圖表29：2022年國(guó)內(nèi)諧波減速器市場(chǎng)規(guī)模約21億元 20圖表30：特斯拉擎天柱機(jī)器人旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)采用諧波減速器 20圖表31：國(guó)內(nèi)企業(yè)諧波減速器營(yíng)收規(guī)模及產(chǎn)能仍待提升 21圖表32：減速器包括針輪層、齒輪層、芯軸層 22圖表33：納博特斯克占據(jù)國(guó)內(nèi)減速器超50%的市場(chǎng)(2022) 23圖表34：2021年國(guó)內(nèi)減速器市場(chǎng)規(guī)模約43億元 23圖表35：國(guó)內(nèi)企業(yè)減速器國(guó)產(chǎn)化進(jìn)程仍待推進(jìn) 23圖表36：行星傳動(dòng)機(jī)構(gòu)可按齒輪嚙合方式與基本構(gòu)件組成進(jìn)行分類 24圖表37：NGW型行星傳動(dòng)機(jī)構(gòu)與行星減速器整體結(jié)構(gòu) 24圖表38：2022年我國(guó)行星減速器市場(chǎng)規(guī)模全球占比約42% 25圖表39：海外龍頭仍居全球行星減速器優(yōu)勢(shì)地位（2022） 25圖表40：國(guó)內(nèi)行星減速器公司市占率逼近海外龍頭（2022） 25圖表41：國(guó)內(nèi)行星減速器公司已形成一定規(guī)模 26圖表42：滑動(dòng)、滾珠、滾柱、靜壓絲杠性能及應(yīng)用對(duì)比 27圖表43：滾珠絲杠由螺桿、螺母、滾珠等組成 27圖表44：滾珠絲杠按滾珠循環(huán)方式可分位內(nèi)循環(huán)結(jié)構(gòu)、外循環(huán)結(jié)構(gòu) 28圖表45：JIS標(biāo)準(zhǔn)與國(guó)內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)精度等級(jí)對(duì)比 28圖表46：機(jī)床與工業(yè)機(jī)器人對(duì)滾珠絲杠副精度等級(jí)要求相對(duì)高（按國(guó)內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)） 29圖表47：我國(guó)滾珠絲杠下游主要應(yīng)用于機(jī)床（2020） 29圖表48：全球滾珠絲杠下游主要應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域（2022） 29圖表49：滾珠絲杠在臥式車床中的應(yīng)用 29圖表50：滾珠絲杠在前驅(qū)SCARA中的應(yīng)用 29圖表51：滾珠絲杠在機(jī)床中的價(jià)值量占比約3% 30圖表52：滾珠絲杠在工業(yè)機(jī)器人中的價(jià)值量占比約30圖表53：我國(guó)滾珠絲杠市場(chǎng)規(guī)模超300億元，全球占比約20% 30圖表54：經(jīng)濟(jì)型滾珠絲杠采用比例＞40%的企業(yè)約52%采用國(guó)產(chǎn) 31圖表55：中高檔型滾珠絲杠采用比例＞40%的企業(yè)約48%采用國(guó)產(chǎn) 31圖表56：國(guó)內(nèi)漢江機(jī)床滾珠絲杠市占率居前，但營(yíng)收規(guī)模遠(yuǎn)小于海外龍頭 31圖表57：行星滾柱絲杠滾動(dòng)體為滾柱 32圖表58：行星滾柱絲杠可分為標(biāo)準(zhǔn)式、反向式、循環(huán)式、差動(dòng)式和軸承環(huán)式五種形式 32圖表59：特斯拉擎天柱機(jī)器人線性關(guān)節(jié)采用行星滾柱絲杠 33圖表60：國(guó)內(nèi)市場(chǎng)海外公司滾柱絲杠銷售量占比約80%（2021） 34圖表61：海外滾柱絲杠企業(yè)成立時(shí)間早、應(yīng)用范圍廣，已建立領(lǐng)先優(yōu)勢(shì) 34圖表62：靜壓絲杠實(shí)物圖 35圖表63：靜壓絲杠剖面圖 35圖表64：普通滑動(dòng)導(dǎo)軌綜合性能一般，滾動(dòng)導(dǎo)軌主要用于精密機(jī)械中 36圖表65：導(dǎo)軌由運(yùn)動(dòng)件與承導(dǎo)件組成 37圖表66：導(dǎo)軌在機(jī)床上的應(yīng)用圖例 37圖表67：直線運(yùn)動(dòng)滾動(dòng)導(dǎo)軌可分為三角平開式、閉式、鋼絲滾道三類 37圖表68：機(jī)床、半導(dǎo)體設(shè)備直線運(yùn)動(dòng)滾動(dòng)導(dǎo)軌需求多為精密級(jí)及以上 38圖表69：2020年全球直線導(dǎo)軌CR578% 38圖表70：2020我國(guó)直線導(dǎo)軌市場(chǎng)收入約占全球26% 38圖表71：導(dǎo)軌配套絲杠應(yīng)用，絲杠企業(yè)一般同時(shí)具導(dǎo)軌產(chǎn)能 39圖表72：軸可分為轉(zhuǎn)軸、傳動(dòng)軸、心軸三類 39圖表73：齒輪減速器軸應(yīng)用圖例（直角斜齒行星減速機(jī)） 40圖表74：優(yōu)質(zhì)碳素鋼為應(yīng)用最廣泛的軸材料 40圖表75：中大力德齒軸毛坯采購成本占比約9% 41圖表76：中高端機(jī)床、減速器企業(yè)軸加速自制 41圖表77：軸承需承受徑向負(fù)荷和軸向負(fù)荷 41圖表78：滾動(dòng)軸承與滑動(dòng)軸承各有優(yōu)缺，性價(jià)比角度滾動(dòng)軸承應(yīng)用更為普遍 42圖表79：滾動(dòng)軸承主要由外圈、內(nèi)圈、滾動(dòng)體、保持架組成（以深溝球軸承為例） 43圖表80：滾動(dòng)軸承根據(jù)工作時(shí)所承受的載荷方向可分為向心軸承和推力軸承 43圖表81：主要滾動(dòng)軸承及其特性與應(yīng)用 44圖表82：中國(guó)為全球最大軸承市場(chǎng)（2022） 44圖表83：中國(guó)軸承行業(yè)市場(chǎng)營(yíng)收已突破2000億元 44圖表84：全球軸承市場(chǎng)概覽 45圖表85：2022年中國(guó)軸承企業(yè)全球市占率達(dá)25% 45圖表86：滾動(dòng)軸承進(jìn)出口價(jià)差仍大 45圖表87：國(guó)內(nèi)軸承企業(yè)具有較強(qiáng)專業(yè)性，規(guī)模普遍偏低 46圖表88：國(guó)產(chǎn)柔輪斷口上彌散分布著直徑3.0~6.0μm的Al2O3顆粒狀?yuàn)A雜物，影響柔輪抗疲勞性能 47圖表89：SKF通過持續(xù)收購壯大業(yè)務(wù)規(guī)模，首家收購公司即材料公司HoforsBruk 48圖表90：滾珠絲杠螺距精度受機(jī)床設(shè)備影響較大 49圖表91：我國(guó)金屬切削機(jī)床數(shù)控化率仍有提升空間 49機(jī)械傳動(dòng)：高精確度的轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速變換器機(jī)械傳動(dòng)為轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速變換器機(jī)械傳動(dòng)即用各種形式機(jī)構(gòu)傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力，主要用于轉(zhuǎn)變?cè)瓌?dòng)機(jī)輸出的動(dòng)力及運(yùn)動(dòng)形式，以滿足工作機(jī)需求，多種基本傳動(dòng)機(jī)構(gòu)組合即構(gòu)成機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)。按零件功能進(jìn)行拆分，一般的機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)主要由傳動(dòng)類零件、導(dǎo)向支承類零件、連接類零件與箱體四大部分組成：1）傳動(dòng)類零件用于傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力，如齒輪、帶、帶輪等；2）導(dǎo)向支承類零件用于導(dǎo)向、支承傳動(dòng)零件，如軸、軸承等；3）連接類零件用于將兩個(gè)及兩個(gè)以上零件連接成一個(gè)整體，如鍵、聯(lián)軸器等；4）箱體用來支承和固定傳動(dòng)零件，為傳動(dòng)零件提供密封的工作空間。機(jī)械傳動(dòng)特性包括運(yùn)動(dòng)與動(dòng)力特性。機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)特性主要包括轉(zhuǎn)速、傳動(dòng)比、變速范圍等，其中，傳動(dòng)比為主動(dòng)件轉(zhuǎn)速與從動(dòng)件轉(zhuǎn)速之比，傳動(dòng)比＞1為減速傳動(dòng)，傳動(dòng)比＜1為增速傳動(dòng)，傳動(dòng)系統(tǒng)總傳動(dòng)比為各級(jí)傳動(dòng)比的乘積。動(dòng)力特性主要包括功率、轉(zhuǎn)矩、機(jī)械效率、變矩系數(shù)等，機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)總效率即為傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、軸承、聯(lián)軸器等組成部分效率的連乘積。圖表1：機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)的一般組成資料來源：潘傳九《化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)》（2018），圖表2：各類傳動(dòng)機(jī)構(gòu)可實(shí)現(xiàn)的運(yùn)動(dòng)、動(dòng)力轉(zhuǎn)換功能各異形式形式大小速度方向形成形式動(dòng)力的變換運(yùn)動(dòng)的變換傳動(dòng)機(jī)構(gòu)絲杠螺母 ▲ ▲ ▲齒輪齒輪▲▲▲齒輪齒條 ▲ ▲鏈輪鏈條 ▲帶、帶輪 ▲ ▲纜繩、繩輪 ▲ ▲ ▲ ▲ 杠桿機(jī)構(gòu) ▲ ▲ ▲連桿機(jī)構(gòu) ▲ ▲ 凸輪機(jī)構(gòu) ▲ ▲ ▲ ▲摩擦輪 ▲ ▲ ▲萬向節(jié) ▲軟軸 ▲蝸輪蝸桿 ▲ 間歇機(jī)構(gòu) ▲資料來源：秦大同等《現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》（2019），機(jī)械傳動(dòng)相對(duì)優(yōu)勢(shì)在于傳動(dòng)比準(zhǔn)確傳動(dòng)比精確為機(jī)械傳動(dòng)核心優(yōu)勢(shì)，主要用于中低速有級(jí)變速傳動(dòng)。作為三大傳動(dòng)方式之一，相較于液壓傳動(dòng)、電氣傳動(dòng)，機(jī)械傳動(dòng)主要優(yōu)點(diǎn)在于：1）傳動(dòng)比準(zhǔn)確，適用于定比傳動(dòng)；2）實(shí)現(xiàn)回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，并能傳遞較大的扭矩；3）故障容易發(fā)現(xiàn)，便于維修；4）傳動(dòng)效率高。但機(jī)械傳動(dòng)一般情況下不夠平穩(wěn)，制造精度不高時(shí)，振動(dòng)和噪聲較大，實(shí)現(xiàn)無級(jí)變速的機(jī)構(gòu)較復(fù)雜，成本高，故機(jī)械傳動(dòng)主要用于速度不太高的有級(jí)變速傳動(dòng)中。圖表3：機(jī)械傳動(dòng)與電氣傳動(dòng)、流體傳動(dòng)對(duì)比氣壓傳動(dòng)氣壓傳動(dòng)液壓傳動(dòng)流體傳動(dòng)電氣傳動(dòng)機(jī)械傳動(dòng)傳動(dòng)特性通過機(jī)械構(gòu)件如杠桿、凸輪利用電力設(shè)備，通過調(diào)節(jié)電以有壓液體或氣體為工作介質(zhì)，通過動(dòng)力元件把原動(dòng)機(jī)輸出定義 、齒輪、軸、皮帶、鏈條等參數(shù)來傳遞或控制能量和動(dòng)的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為液體或氣體的壓力能，進(jìn)而借助管道和控制把能量和動(dòng)力傳送給工作機(jī)力功率與質(zhì)量比轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)動(dòng)慣量比小小功率與質(zhì)量比轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)動(dòng)慣量比小小小小大大中等中等響應(yīng)速度低中等高低可控性差中等好中等負(fù)載剛度中等差大差調(diào)速范圍小中等大小控制精度高高一般一般優(yōu)點(diǎn):傳動(dòng)準(zhǔn)確可靠、制造優(yōu)點(diǎn):能量傳遞方便，信號(hào)優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低，

元件把有壓液體或氣體輸送到執(zhí)行元件，從而把壓力能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能，驅(qū)動(dòng)負(fù)載直線/回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)容易、操作簡(jiǎn)單、維護(hù)方便傳遞迅速，標(biāo)準(zhǔn)化程度高，優(yōu)點(diǎn)：功率-質(zhì)量比大，速度易于實(shí)現(xiàn)無級(jí)調(diào)速，阻力損失優(yōu)缺點(diǎn)總結(jié)

、傳動(dòng)效率高；

易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化；

調(diào)節(jié)容易，操縱省力等；

小等；缺點(diǎn):不能進(jìn)行無級(jí)調(diào)速，

缺點(diǎn)：運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)性差，易受缺點(diǎn)：溫度影響較大，傳動(dòng)

缺點(diǎn)：空氣易壓縮，負(fù)載對(duì)遠(yuǎn)距離傳動(dòng)較困難，結(jié)構(gòu)復(fù)外界負(fù)載影響，慣性大，起效率低，傳動(dòng)精度較差； 傳動(dòng)特性的影響較大，工作壓典型應(yīng)用場(chǎng)景

雜； 動(dòng)及換向慢，成本較高等機(jī)械傳動(dòng)中齒輪傳動(dòng)應(yīng)用最廣，用于機(jī)器人等智能裝備所有工作機(jī)械均有應(yīng)用及各類機(jī)械裝置中

力低，只適合于小功率傳動(dòng)工程機(jī)械、壓力機(jī)械等大功率應(yīng)用場(chǎng)景；機(jī)床等需無級(jí)變速電子工業(yè)、包裝機(jī)械、食品機(jī)應(yīng)用場(chǎng)景；航空工業(yè)等對(duì)功率械等小功率應(yīng)用場(chǎng)景與質(zhì)量比較敏感應(yīng)用場(chǎng)景資料來源：李壯云《液壓元件與系統(tǒng)》（2019），根據(jù)原理差異，機(jī)械傳動(dòng)可分為摩擦、嚙合、推壓傳動(dòng)三類。其中，摩擦傳動(dòng)主要包括帶傳動(dòng)、繩傳動(dòng)等；嚙合傳動(dòng)主要包括齒輪傳動(dòng)、螺桿傳動(dòng)、螺旋傳動(dòng)、鏈傳動(dòng)、同步帶傳動(dòng)等，推壓傳動(dòng)主要包括凸輪機(jī)構(gòu)、連桿機(jī)構(gòu)等。此外，機(jī)械傳動(dòng)也可按照傳動(dòng)比是否改變劃分為固定傳動(dòng)比（摩擦輪機(jī)構(gòu)、帶傳動(dòng)、鏈傳動(dòng)、齒輪傳動(dòng)、蝸桿傳動(dòng)、螺旋傳動(dòng)、可調(diào)傳動(dòng)比（有級(jí)變速傳動(dòng)、無級(jí)變速傳動(dòng)、變傳動(dòng)比（連桿機(jī)構(gòu)、非圓齒輪傳動(dòng)、不完全齒輪傳動(dòng)、凸輪機(jī)構(gòu)、槽輪機(jī)構(gòu)、棘輪機(jī)構(gòu)；按照能量流動(dòng)路線劃分為單流傳動(dòng)與多流傳動(dòng)等。圖表4：機(jī)械傳動(dòng)可按照傳動(dòng)原理分為摩擦傳動(dòng)、嚙合傳動(dòng)、推壓傳動(dòng)三類機(jī)械傳動(dòng)推壓傳動(dòng)推壓傳動(dòng)嚙合傳動(dòng)摩擦傳動(dòng)資料來源：秦大同等《現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》（2019），不同應(yīng)用場(chǎng)景傳動(dòng)機(jī)構(gòu)需求不同，一般組合應(yīng)用。機(jī)械傳動(dòng)的選擇一般考慮7大因素1：執(zhí)行系統(tǒng)的工況及工作要求與原動(dòng)機(jī)機(jī)械特性的匹配程度：若原動(dòng)機(jī)性能完全適合執(zhí)行系統(tǒng)的工況和工作要求，可采用無滑動(dòng)的機(jī)械傳動(dòng)使兩者同步，若執(zhí)行系統(tǒng)要求輸入速度能調(diào)節(jié)，應(yīng)選擇能調(diào)速的傳動(dòng)系統(tǒng)；工作要求傳遞的功率：如蝸桿傳動(dòng)工作時(shí)發(fā)熱情況較為嚴(yán)重，傳遞功率不宜過大；摩擦輪傳動(dòng)須有足夠的壓緊力，不宜用于大功率傳動(dòng)；帶傳動(dòng)和鏈傳動(dòng)若需增大傳遞功率，則需增大鏈的排數(shù)和帶的根數(shù)，會(huì)引起載荷分布不均；齒輪傳動(dòng)在傳遞大功率方面優(yōu)于其他傳動(dòng)，應(yīng)用最廣。工作要求傳遞的運(yùn)轉(zhuǎn)速度：若要求較高的運(yùn)轉(zhuǎn)速度，一般采用高精度直齒圓柱齒輪傳V40m/s于高速傳動(dòng)場(chǎng)合。機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的效率：滿足傳動(dòng)比、功率等指標(biāo)的前提下，一般選用單級(jí)傳動(dòng)，縮短傳動(dòng)鏈，提高傳動(dòng)效率。結(jié)構(gòu)布置與外廓尺寸：傳動(dòng)距離較遠(yuǎn)，一般采用帶傳動(dòng)、鏈傳動(dòng)。機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)環(huán)境與安全性：如工作環(huán)境惡劣，一般選用鏈傳動(dòng)?？紤]經(jīng)濟(jì)性。結(jié)合各應(yīng)用場(chǎng)景機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的選擇，凸輪、連桿、齒輪機(jī)構(gòu)較為常用，其中齒輪機(jī)構(gòu)傳動(dòng)精確、強(qiáng)度大、負(fù)載高、結(jié)構(gòu)緊湊、摩擦力小、效率高，在生產(chǎn)活動(dòng)中最為常用。此外，螺旋機(jī)構(gòu)中滾珠絲杠傳動(dòng)摩擦損失小、傳動(dòng)效率高、精度高、可保障高速進(jìn)給與微進(jìn)給，在工具機(jī)械與精密機(jī)械中最為常用。但當(dāng)前生產(chǎn)環(huán)境較為復(fù)雜，為實(shí)現(xiàn)執(zhí)行構(gòu)件的運(yùn)動(dòng)形式、運(yùn)動(dòng)參數(shù)及運(yùn)動(dòng)協(xié)調(diào)關(guān)系，機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)一般組合應(yīng)用。圖表5：牛頭刨床機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)包括帶傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、齒輪機(jī)構(gòu)、連桿機(jī)構(gòu)、螺旋機(jī)構(gòu)資料來源：周桂英《機(jī)械基礎(chǔ)》（2016），1《機(jī)械設(shè)計(jì)（上冊(cè)：機(jī)器與機(jī)構(gòu)分析和設(shè)計(jì)》圖表6：各主要傳動(dòng)機(jī)構(gòu)應(yīng)用場(chǎng)景各異類型運(yùn)動(dòng)形式變換圖例功率/kW效率/優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)應(yīng)用平面連桿機(jī)構(gòu)回轉(zhuǎn)、擺動(dòng)、往復(fù)移動(dòng)→回轉(zhuǎn)、擺動(dòng)、往復(fù)移動(dòng)大、中、小較高結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造方便；行程較大；連接處為面接觸，磨損較輕，能承受較大載荷一般不宜高速運(yùn)動(dòng)常用于重型機(jī)械、輕工機(jī)械、農(nóng)業(yè)機(jī)械及機(jī)床、儀表等凸輪 回轉(zhuǎn)→往復(fù)移

可實(shí)現(xiàn)從動(dòng)件的任意凸輪制造復(fù)雜；高

常用于自動(dòng)機(jī)床的進(jìn)給機(jī)構(gòu) 動(dòng)、擺動(dòng) 小 較低

運(yùn)動(dòng)規(guī)律

速時(shí)沖擊較大

機(jī)構(gòu)、印刷機(jī)、內(nèi)燃機(jī)、紡織機(jī)等棘輪 擺動(dòng)→間歇回

結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，角位移調(diào)平穩(wěn)性差；高速時(shí)中、小 較低 噪聲大；傳遞動(dòng)

常用于間歇轉(zhuǎn)動(dòng)角度很小或常需調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)角大小機(jī)構(gòu) 轉(zhuǎn)或移動(dòng)

節(jié)方便

不宜過大

的場(chǎng)合，如牛頭皰瘡工作臺(tái)的進(jìn)給機(jī)構(gòu)槽輪 回轉(zhuǎn)→間歇回

結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單，工作可間歇運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)角不可

多用于不需經(jīng)常調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu) 轉(zhuǎn) 中、小 較高

靠；運(yùn)動(dòng)較平穩(wěn)

調(diào)；每次槽輪轉(zhuǎn)角不小于45°

角的轉(zhuǎn)位運(yùn)動(dòng)，如自動(dòng)機(jī)床上的轉(zhuǎn)動(dòng)刀架V帶傳動(dòng) 回轉(zhuǎn)→移動(dòng) ≤100 94~97機(jī)構(gòu)鏈傳動(dòng)機(jī)

能遠(yuǎn)距離傳動(dòng)；工作平穩(wěn)；能吸振緩沖；過載打滑起保護(hù)作用；結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低可在高溫、油、酸等

傳動(dòng)比不準(zhǔn)確

常用于機(jī)床、運(yùn)輸機(jī)、農(nóng)業(yè)機(jī)械、紡織機(jī)械等，通常置于傳動(dòng)系統(tǒng)的高速級(jí)常用于農(nóng)業(yè)、化工、石油、礦山機(jī)械以及運(yùn)輸構(gòu) 回轉(zhuǎn)→移動(dòng) ≤100 92~97

惡劣環(huán)境下工作；遠(yuǎn)瞬時(shí)傳動(dòng)比有波動(dòng)距離傳動(dòng)

機(jī)械和起重機(jī)械等。通常置于傳動(dòng)系統(tǒng)的低速級(jí)圓柱齒輪回轉(zhuǎn)→回轉(zhuǎn)(兩

≤750(直齒)

95~98(直齒)機(jī)構(gòu) 軸平行)

≤50000(斜齒)

96~99(斜齒)

常用于各類機(jī)床、冶金 適用的功率和速度范噪聲大，制造精度

礦山機(jī)械、起重機(jī)械、錐齒輪機(jī)回轉(zhuǎn)→回轉(zhuǎn)(構(gòu) 周垂直相交)

≤500 95~98

圍廣、壽命長(zhǎng)、效率高、傳動(dòng)比準(zhǔn)確

要求高

汽車、船舶、輕工機(jī)械、化工機(jī)械、儀表等蝸桿 回轉(zhuǎn)→回轉(zhuǎn)(兩

效率低；因摩擦≤50 70~82 傳動(dòng)比大而尺寸??；大，部分渦輪需用

常用于車床溜板箱、銑機(jī)構(gòu) 周垂直相交)

傳動(dòng)平穩(wěn)

價(jià)格較貴的青銅制造

床分度頭、手動(dòng)轆轤滑動(dòng)螺旋滑動(dòng)螺旋機(jī)構(gòu)回轉(zhuǎn)→移動(dòng)中、小工作平穩(wěn)；運(yùn)動(dòng)精度 常用于機(jī)床的進(jìn)給機(jī)構(gòu)30~60 較高；尺寸緊湊；降效率低、易磨損和機(jī)械的調(diào)速裝置、起速、增力效果好 重升降裝置等資料來源：李會(huì)文等《機(jī)械分析應(yīng)用基礎(chǔ)（第2版）》（2017），主要機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)原理回轉(zhuǎn)→回轉(zhuǎn)：齒輪傳動(dòng)應(yīng)用最為廣泛，輪系為主要應(yīng)用形式齒輪機(jī)構(gòu)通過一對(duì)齒輪的齒面依次嚙合來傳遞空間兩任意軸之間的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力。根據(jù)兩軸線間的相對(duì)位置和輪齒齒向，齒輪傳動(dòng)可分為平行軸齒輪傳動(dòng)、相交軸齒輪傳動(dòng)和交錯(cuò)軸齒輪傳動(dòng)三大類。齒輪傳動(dòng)一般應(yīng)用于回轉(zhuǎn)→回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)過程中，但部分結(jié)構(gòu)，如齒輪齒條傳動(dòng)（屬于漸開線齒輪傳動(dòng)，主要用于實(shí)現(xiàn)回轉(zhuǎn)→移動(dòng)變換。齒輪傳動(dòng)種類多樣，漸開線圓柱齒輪應(yīng)用最廣，可用于船舶、礦山、輕工、建材等領(lǐng)域。圖表7：齒輪傳動(dòng)分類漸開線齒輪傳動(dòng)漸開線齒輪傳動(dòng)圓弧齒輪傳動(dòng)圓柱齒輪傳動(dòng)平行軸齒輪傳動(dòng)擺線齒輪傳動(dòng)非圓齒輪傳動(dòng)其他直齒錐齒輪傳動(dòng)齒輪傳動(dòng)相交軸齒輪傳動(dòng)斜齒錐齒輪傳動(dòng)曲線齒錐齒輪傳動(dòng)交錯(cuò)軸斜齒輪傳動(dòng)普通圓柱蝸桿傳動(dòng)交錯(cuò)軸齒輪傳動(dòng)準(zhǔn)雙曲面齒輪傳動(dòng)圓弧圓柱蝸桿傳動(dòng)蝸桿傳動(dòng)環(huán)面蝸桿傳動(dòng)錐蝸桿傳動(dòng)資料來源：秦大同等《現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》（2019），圖表8：齒輪傳動(dòng)主要特點(diǎn)及適用范圍種類圖例主要特點(diǎn)應(yīng)用漸開線圓柱齒輪傳動(dòng)傳動(dòng)的速度和功率范圍很大；傳動(dòng)效率高，一對(duì)齒輪可達(dá)0.98~0.995；感性小，互換性好；裝配和維修方便；可以進(jìn)行變位切削及各種修形、修緣，從而提高傳動(dòng)質(zhì)量；易于進(jìn)行精密加工，是齒輪傳動(dòng)中應(yīng)用最廣的傳動(dòng)高速船用透平齒輪，大型軋機(jī)齒輪，礦山、輕工、化工和建材機(jī)械齒輪等圓弧圓柱齒輪傳動(dòng)單圓弧齒輪傳動(dòng)稍大軋機(jī)減速器，礦井卷揚(yáng)機(jī)減速齒輪，鼓風(fēng)機(jī)、制氧機(jī)、壓縮機(jī)減速器雙圓弧齒輪傳動(dòng)高40~60)，可用同一把滾刀加工一對(duì)互相嚙合的齒輪，比單圓弧齒輪傳動(dòng)平穩(wěn)，噪聲和振動(dòng)比單圓弧齒輪小擺線針輪傳動(dòng)等工作環(huán)境惡劣的場(chǎng)合，傳動(dòng)效率n=0.9~0.93(或n=0.93~0.95(工容易、造價(jià)低、拆修方便起重機(jī)回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，球磨機(jī)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，磷肥工業(yè)用回轉(zhuǎn)化成室，翻盤式真空過濾機(jī)底部傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，工業(yè)加熱爐用臺(tái)車拖曳機(jī)構(gòu)，化工行業(yè)非圓齒輪傳動(dòng)動(dòng)特性很有利，可以提高機(jī)構(gòu)的性能，改善機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)條動(dòng)特性具有所需的形式自動(dòng)機(jī)器儀器儀表、紡織機(jī)械繞線托架機(jī)構(gòu)等錐齒輪傳動(dòng)直齒錐齒輪傳動(dòng)比曲線齒錐齒輪的軸向力小，制造容易機(jī)床、汽車、拖拉機(jī)等機(jī)械中軸線相交的傳動(dòng)斜齒錐齒輪傳動(dòng)比直齒錐齒輪總重合度大，噪聲較低機(jī)床、汽車曲線齒錐齒輪傳動(dòng)大汽車驅(qū)動(dòng)橋傳動(dòng)、拖拉機(jī)及機(jī)床傳動(dòng)交錯(cuò)軸斜齒輪傳動(dòng)組成的齒輪副，兩齒輪的軸線可以成任意角度，缺點(diǎn)是齒面為點(diǎn)接觸，齒面間的滑動(dòng)速度大，所以承載能力和傳動(dòng)效率比較低，故只能用于輕載或傳遞運(yùn)動(dòng)的場(chǎng)合用于空間傳動(dòng)機(jī)構(gòu)準(zhǔn)雙曲面齒輪傳動(dòng)增加小輪剛性，傳動(dòng)效率比直齒錐齒輪低最廣泛用于越野及小客車，也用于卡車，可用以代替蝸桿傳動(dòng)蝸桿傳動(dòng)普通圓柱蝸桿傳動(dòng)有自鎖性，效率低多用于中小負(fù)荷間歇工作場(chǎng)景，如小型轉(zhuǎn)爐傾動(dòng)機(jī)構(gòu)圓弧圓柱蝸桿傳動(dòng)接觸線形狀有利于形成油膜，傳動(dòng)效率及承載能力均高于普通圓柱蝸桿傳動(dòng)用于中小負(fù)荷間歇工作場(chǎng)景，如軋鋼機(jī)壓下裝置環(huán)面蝸桿傳動(dòng)有利于形成油膜，承載能力大，一般比普通圓柱蝸桿傳動(dòng)大2-3倍，但制造工藝較復(fù)雜軋機(jī)壓下裝置，各種絞車、冷擠壓機(jī)、轉(zhuǎn)爐、軍工產(chǎn)品以及其他冶金礦山設(shè)備等錐面蝸桿傳動(dòng)與制造較復(fù)雜結(jié)構(gòu)要求比較緊湊的場(chǎng)合資料來源：秦大同等《現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》（2019），輪系為齒輪機(jī)構(gòu)主要應(yīng)用形式。齒輪傳動(dòng)適用的圓周速度與功率范圍廣，效率高，傳動(dòng)比穩(wěn)定，壽命較長(zhǎng)，工作可靠性較高，可實(shí)現(xiàn)平行軸、任意角相交軸和任意角交錯(cuò)軸之間的傳動(dòng)，但不適宜于遠(yuǎn)距離兩軸間傳動(dòng)。為彌補(bǔ)齒輪傳動(dòng)缺陷，生產(chǎn)中多采用一系列互相嚙合的齒輪將輸入軸、輸出軸相連接，即輪系。輪系可一定程度彌補(bǔ)一對(duì)齒輪的劣勢(shì)，實(shí)現(xiàn)較遠(yuǎn)距離傳動(dòng)、從動(dòng)軸多種變速與換向、較大傳動(dòng)比，以及合成或分解運(yùn)動(dòng)等，應(yīng)用廣泛的特殊輪系如擺線針輪行星輪系、諧波齒輪系等，變速箱、差速器、齒輪減速器等均采用輪系。根據(jù)輪系運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)各齒輪軸線的幾何位置是否固定，可將輪系分為定軸輪系、周轉(zhuǎn)輪系、混合輪系三大類。圖表9：輪系可分為定軸輪系、周轉(zhuǎn)輪系、組合輪系三大類輪系定軸輪系周轉(zhuǎn)輪系組合輪系圖例特點(diǎn)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)輪系中所有齒輪的幾何軸線相對(duì)于機(jī)架都是固定的，各齒輪繞自身的軸線旋轉(zhuǎn)，軸線不做任何運(yùn)動(dòng)，為相對(duì)簡(jiǎn)單的輪系輪系運(yùn)行時(shí)，太陽輪轉(zhuǎn)動(dòng)，帶同其軸線繞太陽輪的軸線轉(zhuǎn)動(dòng)(公轉(zhuǎn))；周轉(zhuǎn)輪系根據(jù)機(jī)構(gòu)自由度差異可分為差動(dòng)輪系、行星輪系兩類由定軸、周轉(zhuǎn)輪系組成資料來源：陳霖等《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)（第3版）》（2017），回轉(zhuǎn)→移動(dòng)：帶傳動(dòng)、凸輪機(jī)構(gòu)、螺旋機(jī)構(gòu)較為常用帶傳動(dòng)：主要用于高速級(jí)、圓周力較小場(chǎng)合帶傳動(dòng)即兩個(gè)或多個(gè)帶輪之間用帶作為中間撓性零件的傳動(dòng)，通過帶與帶輪之間的摩擦或嚙合來傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力。根據(jù)帶傳動(dòng)傳遞力的方式不同，帶傳動(dòng)可分為摩擦型帶傳動(dòng)與嚙合型帶傳動(dòng)兩類。摩擦型帶傳動(dòng)由主動(dòng)輪、從動(dòng)輪、撓性傳動(dòng)帶組成，傳動(dòng)帶緊套在兩個(gè)帶輪上，主動(dòng)輪旋轉(zhuǎn)時(shí)，依靠摩擦力使傳動(dòng)帶運(yùn)動(dòng)而驅(qū)動(dòng)從動(dòng)輪轉(zhuǎn)動(dòng)，主要包括平帶傳動(dòng)、V帶傳動(dòng)、多楔帶傳動(dòng)、圓帶傳動(dòng)四類，其中，V帶傳動(dòng)在同樣張緊力下，較平帶傳動(dòng)可產(chǎn)生更大的摩擦力、更高的承載力、更大的傳動(dòng)功率，且標(biāo)準(zhǔn)化程度高、傳動(dòng)比大、結(jié)構(gòu)緊湊，應(yīng)用最為廣泛。嚙合型帶傳動(dòng)由主動(dòng)同步帶輪、從動(dòng)同步帶輪、環(huán)形同步帶組成，主要靠傳動(dòng)帶與帶輪上的齒相互嚙合來傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力，同步帶傳動(dòng)為最典型的嚙合型帶傳動(dòng)。相較于摩擦型帶傳動(dòng)，嚙合型帶傳動(dòng)傳遞功率大、傳動(dòng)比準(zhǔn)確，多用于錄音機(jī)、數(shù)控機(jī)床等要求傳動(dòng)平穩(wěn)、傳動(dòng)精度較高的場(chǎng)合。圖表10：帶傳動(dòng)可分為摩擦型、嚙合型兩類特點(diǎn)特點(diǎn)應(yīng)用常用于傳遞功率較大且結(jié)構(gòu)要求緊湊及速度較高的場(chǎng)合，特別是要求V帶根數(shù)多和輪軸垂直地面的場(chǎng)合允許的傳動(dòng)功率比較大、中心距較小、外廓尺寸小，且V帶無接頭，傳動(dòng)較平穩(wěn)，故應(yīng)用最廣在某些高速機(jī)械(如磨床3)具有傳遞功率大、傳動(dòng)精準(zhǔn)等特點(diǎn);1)截面為圓形；2)制成；3)功率很小；1)以平帶為基體，內(nèi)表面排布等距縱向槽(梯形)；2)工作面為梯形楔的側(cè)面；3)兼有平帶彎曲應(yīng)力小和V帶摩擦力大的優(yōu)點(diǎn)，可克服多根V帶傳動(dòng)受力不均的缺點(diǎn)；1)橫截面形狀為等腰梯形；1)由多層膠帆布構(gòu)成；圖例同步帶圓帶多楔帶V帶平帶嚙合型摩擦型分類資料來源：陳霖等《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)（第3版）》（2017），李會(huì)文等《機(jī)械分析應(yīng)用基礎(chǔ)（第2版）》（2017），帶傳動(dòng)多用于高速級(jí)、圓周力較小場(chǎng)合。帶傳動(dòng)具備傳動(dòng)平穩(wěn)、噪聲小，過載保護(hù)，傳動(dòng)中心距較大，制造簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)，但帶傳動(dòng)缺點(diǎn)亦較為明顯：①帶傳動(dòng)工作時(shí)會(huì)產(chǎn)生彈性滑動(dòng)，不能保持準(zhǔn)確傳動(dòng)比，傳動(dòng)進(jìn)度較低；②帶傳動(dòng)輪廓尺寸大、傳動(dòng)效率低；③帶的壽命較短，對(duì)環(huán)境要求較高。故帶傳動(dòng)主要用在傳遞功率不大、速度適中、傳動(dòng)比要求不嚴(yán)中心距較大場(chǎng)合，在多級(jí)傳動(dòng)系統(tǒng)中，帶傳動(dòng)多置于高速級(jí)，起過載保護(hù)作用，同時(shí)減小其結(jié)構(gòu)尺寸與重量。鏈傳動(dòng)與帶傳動(dòng)同屬撓性傳動(dòng)，但鏈傳動(dòng)應(yīng)用范圍相對(duì)少。鏈傳動(dòng)與帶傳動(dòng)結(jié)構(gòu)相似，由主、從動(dòng)鏈輪以及繞在兩輪上的撓性鏈條組成。相較帶傳動(dòng)，鏈傳動(dòng)沒有彈性滑動(dòng)和打滑，需要的張緊力小，作用在軸和軸承上的壓力較小，傳遞功率大，傳動(dòng)效率高，能在潮濕、多塵、高溫、有油污等惡劣條件下工作；但鏈傳動(dòng)瞬時(shí)鏈速和瞬時(shí)傳動(dòng)比不恒定，故傳動(dòng)平穩(wěn)性差，工作時(shí)沖擊、振動(dòng)和噪聲較大，且載荷變化大，急速反向轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)性能差?；阪渹鲃?dòng)特性，其應(yīng)用場(chǎng)景較帶傳動(dòng)范圍小，主要用于中心距較大、要求平均傳動(dòng)比準(zhǔn)確的傳動(dòng)，環(huán)境惡劣的開式傳動(dòng)，以及低速、重載傳動(dòng)和潤(rùn)滑良好的高速傳動(dòng)中，如農(nóng)業(yè)機(jī)械、山機(jī)械、機(jī)床及摩托車等。圖表11：帶傳動(dòng)示意圖 圖表12：鏈傳動(dòng)示意圖從動(dòng)輪從動(dòng)輪主動(dòng)輪傳動(dòng)帶資料來源：潘傳九《化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)（第三版）》（2018）， 資料來源：潘傳九《化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)（第三版）》（2018），凸輪機(jī)構(gòu)：主要用于小傳力往復(fù)移動(dòng)場(chǎng)合凸輪機(jī)構(gòu)主要適用往復(fù)移動(dòng)場(chǎng)合。凸輪機(jī)構(gòu)主要由凸輪、從動(dòng)件及機(jī)架三個(gè)基本構(gòu)件組成，其中，凸輪為具有曲線輪廓或溝槽的構(gòu)件，在其運(yùn)動(dòng)時(shí)，通過輪廓或溝槽驅(qū)動(dòng)從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)。凸輪結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、緊湊，設(shè)計(jì)方便，但凸輪輪廓與從動(dòng)件之間為點(diǎn)接觸或線接觸，易于磨損，故多用于傳力不大而需要實(shí)現(xiàn)特殊運(yùn)動(dòng)規(guī)律的場(chǎng)合，如自動(dòng)機(jī)床的進(jìn)給機(jī)構(gòu)、上料機(jī)構(gòu)、機(jī)配氣機(jī)構(gòu)、印刷機(jī)和紡織機(jī)中的有關(guān)機(jī)構(gòu)等。凸輪有多種分類方式，按凸輪形狀可分為盤形凸輪、移動(dòng)凸輪、圓柱凸輪，其中，盤形凸輪、圓柱凸輪主要用于實(shí)現(xiàn)回轉(zhuǎn)→移動(dòng)運(yùn)動(dòng)切換。圖表13：凸輪機(jī)構(gòu)按照凸輪形狀可分為盤型凸輪、移動(dòng)凸輪、圓柱凸輪圓柱凸輪 移動(dòng)凸輪 盤形凸輪vvvv資料來源：李會(huì)文等《機(jī)械分析應(yīng)用基礎(chǔ)（第2版）》（2017），螺旋機(jī)構(gòu)：廣泛應(yīng)用于精密儀器儀表滾動(dòng)螺旋機(jī)構(gòu)在精密機(jī)械中最為常用。螺旋機(jī)構(gòu)又稱絲杠螺母機(jī)構(gòu)，其利用螺桿與螺母組成的螺旋副將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換成直線運(yùn)動(dòng)（也可反之將直線運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換成旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，同時(shí)傳遞轉(zhuǎn)矩和動(dòng)力，并可調(diào)整零件的相對(duì)位置。螺旋機(jī)構(gòu)傳動(dòng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，工作連續(xù)平穩(wěn)，承載能力大，傳動(dòng)精度高，但存在摩擦損失大、傳動(dòng)效率低等缺點(diǎn)，滾動(dòng)螺旋傳動(dòng)應(yīng)用大幅改善螺旋傳動(dòng)缺點(diǎn)，在精度要求較高的機(jī)械設(shè)備、儀器儀表中廣泛應(yīng)用。圖表14：螺旋傳動(dòng)可分為普通、滾動(dòng)、靜壓螺旋傳動(dòng)三類分類及特點(diǎn)應(yīng)用分類及特點(diǎn)應(yīng)用1）以傳遞動(dòng)力為主；傳力2）用較小的力轉(zhuǎn)動(dòng)螺桿(或螺母)，螺旋產(chǎn)生較大的軸向力，形成軸向運(yùn)動(dòng)；3）要求較高的強(qiáng)度和自鎖性；舉重或擠壓機(jī)構(gòu)，如螺旋千斤頂螺旋千斤頂1）以傳遞運(yùn)動(dòng)為主，有時(shí)也承受較 機(jī)床工作臺(tái)移動(dòng)機(jī)構(gòu) 傳動(dòng)大的軸向載荷；機(jī)床刀架與工作臺(tái)的進(jìn)螺旋2）要求有較高的傳動(dòng)精度和傳動(dòng)效給機(jī)構(gòu)率，常采用多線螺紋提高效率；普通螺2）摩擦阻力大，傳動(dòng)效率旋傳動(dòng)低（30-40）；有側(cè)向間隙，反向有空行程，低速有爬行；

臺(tái)虎鉗 1）用來調(diào)整并固定零件或部件之間調(diào)整的相對(duì)位置，一般在空載下調(diào)整；螺旋2）受力較小，要求有可靠的自鎖性能和精度；

工具、夾具、車床的手動(dòng)調(diào)整機(jī)構(gòu)

滾動(dòng)螺旋傳動(dòng)傳動(dòng)效率高(＞90)，具傳動(dòng)可逆性，運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，低速不爬行；經(jīng)調(diào)整預(yù)緊，可獲得很高的定位精度和較高的軸向剛度；結(jié)構(gòu)復(fù)雜，抗沖擊性能差，不具有自鎖性，多由專業(yè)廠制造；數(shù)控機(jī)床、精密機(jī)床、測(cè)試機(jī)械、儀器的傳動(dòng)螺旋和調(diào)整螺旋；飛行器、船舶等自動(dòng)控制系統(tǒng)的傳動(dòng)螺旋；靜壓螺靜壓螺旋傳動(dòng)傳動(dòng)效率高(可達(dá)99)，具傳動(dòng)可逆性，運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，無爬行現(xiàn)象；反向時(shí)無空行程，定位精度高，摩擦阻力極小，磨損很?。?精密機(jī)床的進(jìn)給、分度機(jī)構(gòu)的螺母結(jié)構(gòu)復(fù)雜，需有一套要求較高的供油系統(tǒng)，僅用于要求高效傳動(dòng)螺旋率、高精度的重要傳動(dòng)；資料來源：周克媛等《機(jī)械基礎(chǔ)（第3版）》（2017），李會(huì)文等《機(jī)械分析應(yīng)用基礎(chǔ)（第2版）》（2017），其他：齒輪齒條——可實(shí)現(xiàn)“回轉(zhuǎn)→移動(dòng)”的齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)齒輪齒條為齒輪傳動(dòng)中用于實(shí)現(xiàn)“回轉(zhuǎn)→移動(dòng)”的機(jī)構(gòu)。如前所述，齒輪傳動(dòng)一般應(yīng)用于“回轉(zhuǎn)→回轉(zhuǎn)”的運(yùn)動(dòng)形式變換，但部分機(jī)構(gòu)可實(shí)現(xiàn)“回轉(zhuǎn)→移動(dòng)”，典例即為齒輪齒條。齒輪齒條由圓形的齒輪和直線形的齒條相互嚙合，將加載在齒輪上的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為齒輪與齒條間相互的直線運(yùn)動(dòng)。齒輪齒條傳動(dòng)的承載力大，傳動(dòng)精度較高，可無限長(zhǎng)度對(duì)接延續(xù)，傳動(dòng)速度可以很高。但若其加工安裝精度差，傳動(dòng)噪聲與磨損或較大。齒輪齒條典型用途包括大版面鋼板、玻璃數(shù)控切割機(jī)等。圖表15：齒輪齒條由圓形齒輪與直線型齒條相互嚙合資料來源：深圳鴻泰興官網(wǎng)，“回轉(zhuǎn)→移動(dòng)”傳動(dòng)結(jié)構(gòu)各有優(yōu)缺，適用場(chǎng)合差異性較大?？蓪?shí)現(xiàn)“回轉(zhuǎn)→移動(dòng)”的各類機(jī)構(gòu)中，同步帶傳動(dòng)、滾動(dòng)螺旋傳動(dòng)、齒輪齒條傳動(dòng)較為常見，其中，同步帶傳動(dòng)承載力較大，加寬傳動(dòng)帶可以提高負(fù)載承載力，傳動(dòng)精度較高，但較長(zhǎng)的傳動(dòng)帶會(huì)產(chǎn)生彈性變形和振動(dòng)，故工作行程有限；滾動(dòng)螺旋傳動(dòng)不能自鎖，傳動(dòng)效率高，精度高，噪聲低，適合高速往返傳動(dòng)，但是水平傳動(dòng)跨距若較大時(shí)要考慮極限轉(zhuǎn)速和自重下垂變形，對(duì)于工作行程較大的大型數(shù)控機(jī)床，一般采用齒輪齒條結(jié)構(gòu)進(jìn)行替代；齒輪齒條傳動(dòng)定位精度、傳動(dòng)效率低，但承載能力強(qiáng)、行程不受限制，多用于長(zhǎng)距離、大載荷傳輸。圖表16：“回轉(zhuǎn)→移動(dòng)”傳動(dòng)機(jī)構(gòu)各有優(yōu)缺點(diǎn)機(jī)機(jī)構(gòu) 優(yōu)點(diǎn) 缺點(diǎn) 適用場(chǎng)合傳動(dòng)

短距離傳動(dòng)速度可以很高，傳動(dòng)精度較高，噪音低承載力大，傳動(dòng)精度較高，可達(dá)0.1mm，可無限長(zhǎng)度對(duì)接延續(xù)，傳動(dòng)速度可以很高，>2m/s不能自鎖，傳動(dòng)效率高，精度高，噪音低，適合高速往返傳動(dòng)

承載力較大，大負(fù)載需加寬皮帶，傳動(dòng)長(zhǎng)度過大需考慮較大的彈性變形和振動(dòng)，大距離傳動(dòng)不適合精確定位、連續(xù)性運(yùn)動(dòng)控制，可用于伺服電機(jī)到傳動(dòng)齒輪或伺服電機(jī)到絲杠的短距離傳動(dòng)若加工安裝精度差，傳動(dòng)噪音大，磨損大水平傳動(dòng)跨距大需考慮極限轉(zhuǎn)速和自重下垂變形，傳動(dòng)長(zhǎng)度不可過長(zhǎng)；長(zhǎng)時(shí)間使用傳動(dòng)間隙變大，精度變差；成本高

小型數(shù)控設(shè)備、某些打印機(jī)激光/玻璃/鋼板數(shù)控切割機(jī)，建筑施工升降機(jī)可達(dá)30層樓高數(shù)控機(jī)床，小版面數(shù)控切割機(jī)；機(jī)電一體化設(shè)備行程6m以下的直線傳動(dòng)系統(tǒng)使用最為廣泛的傳動(dòng)形式資料來源：上海會(huì)通自動(dòng)化官網(wǎng)，多運(yùn)動(dòng)形式變換：連桿機(jī)構(gòu)連桿機(jī)構(gòu)可實(shí)現(xiàn)的運(yùn)動(dòng)形式變換較為多樣，可實(shí)現(xiàn)由“回轉(zhuǎn)、擺動(dòng)、往復(fù)移動(dòng)→回轉(zhuǎn)、擺（轉(zhuǎn)動(dòng)副/移動(dòng)副/螺旋副/圓柱副/球面副即球銷副）鏈接構(gòu)成，按構(gòu)件的相對(duì)運(yùn)動(dòng)關(guān)系，連桿機(jī)構(gòu)可分為平面連桿機(jī)構(gòu)（組成構(gòu)件均在同一平面或相互平行的平面內(nèi)運(yùn)動(dòng)）與空間連桿機(jī)構(gòu)（組成構(gòu)件不在同一平面內(nèi)或不在相互平行的平面內(nèi)運(yùn)動(dòng)。連桿結(jié)構(gòu)多用所含構(gòu)件數(shù)命名，如含四個(gè)構(gòu)件的連桿機(jī)構(gòu)稱為四桿機(jī)構(gòu)。連桿機(jī)構(gòu)應(yīng)用廣泛，優(yōu)缺點(diǎn)均較為顯著：優(yōu)點(diǎn)：1）運(yùn)動(dòng)副一般均為低副。低副中兩運(yùn)動(dòng)副元素為面接觸，壓強(qiáng)較小，故可承受較大的載荷；有利于潤(rùn)滑，磨損較??；運(yùn)動(dòng)副元素的幾何形狀較簡(jiǎn)單，便于加工制造，易獲得較高的制造精度；兩構(gòu)件之間的接觸是靠本身的幾何封閉來維系的，而凸輪機(jī)構(gòu)有時(shí)需利用彈簧等力封閉來保持接觸。2）可實(shí)現(xiàn)多種形式的運(yùn)動(dòng)變換和運(yùn)動(dòng)規(guī)律。在連桿機(jī)構(gòu)中，當(dāng)原動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律不變時(shí)，改變各構(gòu)件的相對(duì)長(zhǎng)度可使從動(dòng)件得到不同的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。3）具有豐富的連桿曲線。在連桿機(jī)構(gòu)中，連桿上各點(diǎn)的軌跡是各種不同形狀的曲線（即連桿曲線，其形狀隨著各構(gòu)件相對(duì)長(zhǎng)度的改變而改變，可滿足不同軌跡的設(shè)計(jì)要求。缺點(diǎn)：1）傳遞運(yùn)動(dòng)的累積誤差比較大，機(jī)械效率低。由于連桿機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)必須經(jīng)過中間構(gòu)件進(jìn)行傳遞，因而傳遞路線較長(zhǎng)，易產(chǎn)生較大的誤差積累，同時(shí)，降低了機(jī)械效率。2）不適用于高速運(yùn)動(dòng)的場(chǎng)合。在連桿機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)過程中，連桿及滑塊的質(zhì)心都在作變速運(yùn)動(dòng)，所產(chǎn)生的慣性力難以用一般平衡方法加以消除，因而會(huì)增加機(jī)構(gòu)的動(dòng)載荷，容易使機(jī)構(gòu)在運(yùn)動(dòng)中產(chǎn)生振動(dòng)和沖擊，嚴(yán)重時(shí)還會(huì)影響機(jī)械產(chǎn)品的工作精度與壽命，所以連桿機(jī)構(gòu)不適于高速運(yùn)動(dòng)的場(chǎng)合。3）機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)復(fù)雜，難以實(shí)現(xiàn)精確的軌跡。雖然可以利用連桿機(jī)構(gòu)來滿足一些運(yùn)動(dòng)規(guī)律和運(yùn)動(dòng)軌跡的設(shè)計(jì)要求，但其設(shè)計(jì)十分繁難，且一般只能近似地得以滿足。平面四桿機(jī)構(gòu)為平面連桿機(jī)構(gòu)基礎(chǔ)。平面連桿機(jī)構(gòu)中，結(jié)構(gòu)最簡(jiǎn)單且應(yīng)用最廣泛的是平面四桿機(jī)構(gòu)，其他機(jī)構(gòu)可看成是由平面四桿機(jī)構(gòu)演化而來。平面四桿機(jī)構(gòu)基本形式為鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)，即全部用轉(zhuǎn)動(dòng)副相連。鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)可分為三種基本形式：曲柄搖桿機(jī)構(gòu)、雙曲柄機(jī)構(gòu)、雙搖桿機(jī)構(gòu)。圖表17：平面鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)包括曲柄搖桿機(jī)構(gòu)、雙曲柄機(jī)構(gòu)、雙搖桿機(jī)構(gòu)三種形式曲柄搖桿機(jī)曲柄搖桿機(jī)構(gòu) 雙曲柄機(jī)構(gòu) 雙搖桿機(jī)構(gòu)動(dòng)，另一個(gè)只能作往復(fù)擺動(dòng)特點(diǎn) -曲柄-曲柄機(jī)架機(jī)構(gòu)示例連桿連架桿-曲柄

兩連架桿均能作整周轉(zhuǎn)動(dòng)的機(jī)構(gòu)；當(dāng)主動(dòng)曲柄連續(xù)等速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，從動(dòng)曲柄一般不作等速轉(zhuǎn)動(dòng)，而作變速轉(zhuǎn)動(dòng)

兩連架桿均不能作整周轉(zhuǎn)動(dòng)的機(jī)構(gòu)應(yīng)用舉例顎式破碎機(jī)、雷達(dá)天線俯仰機(jī)構(gòu)、縫紉機(jī)腳踏板機(jī)構(gòu)資料來源：郭潤(rùn)蘭《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》（2018），

慣性篩 鶴式起重機(jī)、汽車前輪轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)典型機(jī)械傳動(dòng)裝置：旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)看減速器，直線運(yùn)動(dòng)看絲杠機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)眾多，本章我們重點(diǎn)分析“回轉(zhuǎn)→回轉(zhuǎn)”與“回轉(zhuǎn)→移動(dòng)”兩大運(yùn)動(dòng)變化形式的代表性機(jī)械傳動(dòng)裝置：減速器（旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)、滾珠/行星滾柱絲杠（直線運(yùn)動(dòng)。減速器：旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)核心傳動(dòng)裝置，新型齒輪系空間逐步打開減速器為以齒輪為主要傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)裝置。減速器即由封閉在箱體內(nèi)的齒輪、蝸桿蝸輪等傳動(dòng)零件組成的傳動(dòng)裝置，為齒輪傳動(dòng)齒輪系的最終應(yīng)用形態(tài)，主要用于降低轉(zhuǎn)速、增大轉(zhuǎn)矩，在現(xiàn)代機(jī)械中應(yīng)用廣泛。減速器種類較多，按傳動(dòng)類型可分為齒輪減速器、蝸桿減速器、行星減速器以及它們互相組合起來的減速器；按傳動(dòng)級(jí)數(shù)可分為單級(jí)和多級(jí)減速器；按齒輪形狀可分為圓柱齒輪減速器、圓錐齒輪減速器和圓錐-圓柱齒輪減速器等。圖表18：常用減速器型式及特點(diǎn)和應(yīng)用名稱

特點(diǎn)及應(yīng)用

輪齒可做成直齒、斜齒和人字齒。直齒用于速度較低、載荷較輕的傳動(dòng);斜齒輪用于速度較高的傳動(dòng)，人字齒輪用特別高速時(shí)采用滑動(dòng)軸承。其他型式的減速器與此類同。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但齒輪相對(duì)于軸承的位置不對(duì)稱，因此要求軸有較大的剛度。用于載荷比較平穩(wěn)的場(chǎng)合。高速級(jí)一般做成斜齒，低速級(jí)可做成直齒。結(jié)構(gòu)復(fù)雜，但由于齒輪相對(duì)于軸承對(duì)稱布，與展開式相比載荷沿齒寬分布均勻、軸承受載較均勻。適用于變載荷的場(chǎng)合。高速級(jí)一般用斜齒，低速級(jí)可用直齒或人字齒。減速器橫向尺寸較小，但軸向尺寸和重量較大，且中間軸較長(zhǎng)、剛度差，使沿齒寬載荷分布不均勻。高速軸的承載能力難以充分利用。同軸分流式每對(duì)嚙合齒輪僅傳遞全部載荷的一半。輸入軸和輸出軸只承受轉(zhuǎn)矩，中間軸只受全部載荷的一半，故與傳遞同樣功率的其他減速器相比，軸頸尺寸可以縮小。

展開式分流式

同兩級(jí)展開式。同兩級(jí)分流式。輪齒可做成直齒、斜齒或曲線齒。用于兩軸垂直相交的傳動(dòng)中，也可用于兩軸垂直相錯(cuò)的傳動(dòng)中。由于制造安裝復(fù)雜、成本高，所以僅在傳動(dòng)布置需要時(shí)才采用。兩級(jí)圓錐-圓柱齒輪減速器三級(jí)圓錐-圓柱齒輪減速器

特點(diǎn)同單級(jí)圓錐齒輪減速器，圓錐齒輪應(yīng)在高速級(jí)，使其保持適度的尺寸。特點(diǎn)同兩級(jí)圓錐-圓柱齒輪減速器。單級(jí)蝸桿減速器兩級(jí)蝸桿減速器兩級(jí)齒輪-蝸桿減速器

蝸桿下置式蝸桿在蝸輪下方嚙合處的冷卻和潤(rùn)滑都較好，一般用于蝸桿圓周速度r<10m/s的場(chǎng)合。蝸桿上置式蝸桿在蝸輪上方，蝸桿的圓周速度可高些，但蝸桿軸承潤(rùn)滑不便。蝸桿側(cè)置式蝸桿在蝸輪側(cè)面，蝸輪軸垂直布置，一般用于水平旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)。傳動(dòng)比大，結(jié)構(gòu)緊湊，但效率低。有齒輪傳動(dòng)在高速級(jí)和蝸桿傳動(dòng)在高速級(jí)兩種形式。前者結(jié)構(gòu)緊湊，而后者傳動(dòng)效率高。行星齒輪減速器擺線針輪減速器諧波齒輪減速器三環(huán)減速器

單級(jí) 與普通圓柱齒輪減速器相比，尺寸小，重量輕，但制造精度要求較高，結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，在要求結(jié)構(gòu)緊湊的動(dòng)力傳動(dòng)應(yīng)用廣泛。兩級(jí) 同單級(jí)行星齒輪減速器。單級(jí) 傳動(dòng)比大；傳動(dòng)效率較高；結(jié)構(gòu)緊湊，相對(duì)體積小，重量輕；通用于中、小功率，適用性廣，運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，噪聲低結(jié)構(gòu)復(fù)雜，造精度要求較高，廣泛用于動(dòng)力傳動(dòng)中。兩級(jí) 同單級(jí)擺線針輪減速器。傳動(dòng)比大，范圍寬；在相同條件下可比一般齒輪減速器的元件少一半，體積和重量可減少20~50；承載能力大；運(yùn)動(dòng)精度高；可采用調(diào)整波發(fā)生器達(dá)到無側(cè)隙嚙合運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)；噪聲低；可通過密封壁傳遞運(yùn)動(dòng)；傳動(dòng)效率高且傳動(dòng)結(jié)構(gòu)緊湊，體積小，重量輕；傳動(dòng)比大；效率高，單級(jí)為92~98；噪聲低。過載能力強(qiáng)。承載能力高，輸出轉(zhuǎn)矩高達(dá)400kN·m料，且不采用特殊加工方法就能制造，造價(jià)低、適應(yīng)性廣、派生系列多。資料來源：聞邦椿《現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)實(shí)用手冊(cè)》（2015），減速器結(jié)構(gòu)各異，但一般包括：①傳動(dòng)零件：圓柱齒輪、錐齒輪、蝸桿蝸輪、行星輪等；②支承零件：轉(zhuǎn)軸組件、滾動(dòng)軸承、軸承密封件等；③箱體零件：箱體、箱蓋；④聯(lián)接零件：螺栓、鍵、銷等；⑤減速器附件：定位銷、觀察孔蓋板、通氣器、油面指示器、放油螺塞、起蓋螺釘、起吊裝置等。輸入軸銷軸、銷套 機(jī)座 制動(dòng)環(huán)間隔環(huán)端蓋針齒套、針齒銷后蓋擺線輪 偏心套、軸承 輸出軸針齒殼圖表19：?jiǎn)渭?jí)圓柱齒輪減速器結(jié)構(gòu) 圖表輸入軸銷軸、銷套 機(jī)座 制動(dòng)環(huán)間隔環(huán)端蓋針齒套、針齒銷后蓋擺線輪 偏心套、軸承 輸出軸針齒殼資料來源：王慶?！稒C(jī)械基礎(chǔ)》（2010）， 資料來源：王慶?！稒C(jī)械基礎(chǔ)》（2010），機(jī)器人滲透率加速提升，已成為減速器需求增長(zhǎng)核心驅(qū)動(dòng)。減速器應(yīng)用領(lǐng)域廣泛，涵蓋起重運(yùn)輸、水泥建材、礦山冶金、電力、機(jī)器人等，其中，減速器在機(jī)器人BOM表中占比35%，遠(yuǎn)高于其他領(lǐng)域，此外，工業(yè)機(jī)器人滲透率加速提升、人形機(jī)器人產(chǎn)業(yè)化穩(wěn)步推進(jìn)，機(jī)器人領(lǐng)域已成為減速器需求增長(zhǎng)核心驅(qū)動(dòng)力，本章亦重點(diǎn)討論機(jī)器人用減速器。圖表21：減速器下游應(yīng)用領(lǐng)域繁多（2019） 圖表22：工業(yè)機(jī)器人每個(gè)回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)關(guān)節(jié)均應(yīng)用減速器其他25%機(jī)器人其他25%機(jī)器人11%25%冶金9%重型礦山 水泥建材10% 15%減速器減速器減速器電減速器機(jī)電機(jī)減速器電機(jī)電機(jī)減速器同步皮帶5%資料來源：前瞻產(chǎn)業(yè)研究院，中國(guó)機(jī)械工業(yè)聯(lián)合會(huì)， 資料來源：龔仲華《ABB工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用技術(shù)全集》（2020），圖表23：工業(yè)機(jī)器人BOM表中減速器成本占比超過30%35%18%35%18%4%2%35%30%25%20%15%10%5%0%工業(yè)機(jī)器人

輥壓機(jī)

工程機(jī)械

起重運(yùn)輸機(jī)36kr20222010年原材料2021年材料采購傳動(dòng)材料占比；起重運(yùn)輸機(jī)減速器成本占比選取法蘭泰克招股書2015年原材料采購減速器占比；資料來源：徐工機(jī)械，利君股份，法蘭泰克，36kr研究院，諧波、RV減速器為工業(yè)機(jī)器人兩大主要減速器。機(jī)器人關(guān)節(jié)采用的電機(jī)能夠直接輸出旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，但其輸出力矩通常小于關(guān)節(jié)需求力矩，輸出轉(zhuǎn)速大于關(guān)節(jié)需求轉(zhuǎn)速，故減速器為機(jī)器人所有回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)關(guān)節(jié)必須使用的關(guān)鍵部件，且決定了機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)速度、定位精度與承載能力。通用減速器較難滿足機(jī)器人高精度、大比例減速的要求，故特殊減速器：濾波齒輪減速器、擺線針輪減速器、精密行星減速器、諧波減速器、RV減速器5類減速器成為機(jī)器人用主要減速器，其中，關(guān)節(jié)應(yīng)用占比較高的諧波減速器與RV減速器占據(jù)主流地位。圖表24：多關(guān)節(jié)機(jī)器人應(yīng)用最為廣泛 圖表25：諧波與RV減速器在全球機(jī)器人減速器中的銷量占比較高

多關(guān)節(jié)機(jī)器人 坐標(biāo)機(jī)器人 并聯(lián)機(jī)器人SCARA機(jī)器人 其他(圓柱型/其他）2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020

諧波減速器40%

精密行星、擺線針輪、等20%RV減速器40%資料來源：前瞻產(chǎn)業(yè)研究院， 資料來源：中商產(chǎn)業(yè)研究院（2023年報(bào)告），GGII，納博特斯克，圖表26：行星、RV、諧波減速器應(yīng)用場(chǎng)景各異行星減速器行星減速器RV減速器諧波減速器圖例傳動(dòng)效率>95%>80%>75%溫升 ≤30℃ ≤45℃ ≤40℃噪聲 ≤65db ≤70db ≤60db減速比 3-512 30-192.4 30-160額定轉(zhuǎn)矩下使用壽命 >20,000h >6,000h >8,000h額定輸出轉(zhuǎn)矩 40-1,200Nm 101-6,135Nm 6.6-921Nm扭轉(zhuǎn)剛性 10-370Nm/arcmin 20-1,176Nm/arcmin 1.34-54.09Nm/arcmin技術(shù)特點(diǎn)

體積比較小，主要包括行星輪、太陽輪和內(nèi)齒圈。精密行星減速器單級(jí)傳動(dòng)比都在10以內(nèi)，且減速級(jí)數(shù)一般不會(huì)超過3級(jí)。

通過多級(jí)減速實(shí)現(xiàn)傳動(dòng)，一般由行星齒輪減速器的前級(jí)和擺線針輪減速器的后級(jí)組成，組成的零部件較多。

通過柔輪的彈性變形傳遞運(yùn)動(dòng)，主要由柔輪、剛輪、波發(fā)生器三個(gè)核心零部件組成。與RV及其他精密減速器相比，諧波減速器使用的材料、體積及重量大幅度下降。產(chǎn)品性能 傳動(dòng)效率高、性價(jià)比較高 大體積、高負(fù)載能力和高剛度 體積小、傳動(dòng)比高、精密度高應(yīng)用場(chǎng)景 直角坐標(biāo)機(jī)器人 關(guān)節(jié)機(jī)器人中機(jī)座、大臂、肩部重負(fù)載位置

機(jī)器人小臂、腕部或手部終端領(lǐng)域

電子、機(jī)械、汽車、能源、包裝、印刷、食品等

汽車、運(yùn)輸、港口碼頭等行業(yè)中通常使用配有RV減速器的重負(fù)載機(jī)器人

3C、半導(dǎo)體、食品、注塑、模具、醫(yī)療等行業(yè)中通常使用由諧波減速器組成的30kg負(fù)載以下的機(jī)器人資料來源：綠的諧波招股書，科峰智能招股書，諧波減速器：多關(guān)節(jié)機(jī)器人手腕驅(qū)動(dòng)主要減速器諧波減速器主要用于輕負(fù)載精密部件。諧波減速器即諧波齒輪傳動(dòng)裝置，具有單級(jí)傳動(dòng)比大、體積小、質(zhì)量小、運(yùn)動(dòng)精度高并能在密閉空間和介質(zhì)輻射的工況下正常工作的優(yōu)點(diǎn)。2/31/2，但諧波減速器的負(fù)載輕，容許力矩負(fù)載在1,500Nm以內(nèi)，故主要應(yīng)用于機(jī)器人小臂、腕部、手部等輕負(fù)載精密部件領(lǐng)域。諧波減速器主要由剛輪、柔輪、諧波發(fā)生器三大基本部件組成。剛輪、柔輪、諧波發(fā)生器可任意固定其中1個(gè)，其余2個(gè)部件一個(gè)連接輸入（主動(dòng)，另一個(gè)即可作為輸出（從動(dòng)以實(shí)現(xiàn)減速或增速。剛輪：圓周上加工有連接孔的剛性內(nèi)齒圈，其齒數(shù)比柔輪略多（一般多2或4個(gè)為了減小體積，在薄形、超薄形或微型諧波減速器上，剛輪或與減速器軸承設(shè)計(jì)成一體，構(gòu)成諧波減速器單元。柔輪：可產(chǎn)生較大變形的薄壁金屬彈性體，可被制成水杯形、禮帽形、薄餅形。彈性體與剛輪嚙合的部位為薄壁外齒圈。諧波發(fā)生器：一般由橢圓形凸輪和可彈性變形的滾珠軸承構(gòu)成。凸輪裝入軸承內(nèi)圈后，軸承將產(chǎn)生彈性變形成為橢圓形，并迫使柔輪外齒圈變成橢圓形；從而使橢圓長(zhǎng)軸附近的柔輪齒與剛輪齒完全嚙合，短軸附近的柔輪齒與剛輪齒完全脫開。當(dāng)凸輪連接輸入軸旋轉(zhuǎn)時(shí)，柔輪齒與剛輪齒的嚙合位置可不斷變化。圖表27：諧波減速器主要由剛輪、柔輪、諧波發(fā)生器三大基本部分組成波發(fā)生器波發(fā)生器剛輪柔輪資料來源：綠的諧波招股書，齒形、柔輪、波發(fā)生器均存較高技術(shù)壁壘。其中，齒形對(duì)諧波減速器的效率、精度、剛性、壽命等關(guān)鍵指標(biāo)均有較大影響，各公司齒形設(shè)計(jì)各異，如哈默納科的“IH波的“PRS大交變載荷的情況下不斷變形，且為減小磨損必須要有很高的硬度，故柔輪對(duì)材料的材質(zhì)、抗疲勞強(qiáng)度、加工精度、熱處理等要求均較高，制造工藝復(fù)雜；波發(fā)生器核心部件為柔性軸承，與柔輪相似，軸承對(duì)材料及其加工過程要求較高。哈默納科為全球龍頭，國(guó)內(nèi)技術(shù)已取得突破。諧波減速器1955年由美國(guó)發(fā)明家馬瑟發(fā)明，最初稱為變形波發(fā)生器，1957年獲美國(guó)發(fā)明專利，1960年美國(guó)UnitedShoeMachinery(USM)率先研制出樣機(jī)，1964年，日本長(zhǎng)谷川齒車株式會(huì)社(HasegawaGearWorks,Ltd.)和USM合作，開始對(duì)其進(jìn)行產(chǎn)業(yè)化研究和生產(chǎn)，諧波減速器正式獲名，1970年，長(zhǎng)谷川齒車和USM合資，在東京成立了HarmonicDrive(哈默納科)公司，哈默納科由此奠定先發(fā)優(yōu)勢(shì)，隨后通過不斷改善材料性能與結(jié)構(gòu)鞏固競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)，2013年之前在機(jī)器人領(lǐng)域幾乎處于壟斷地位。近年來，國(guó)內(nèi)企業(yè)生產(chǎn)工藝不斷突破，國(guó)內(nèi)市占率持續(xù)提升，2022年，國(guó)內(nèi)諧波減速器龍頭綠的諧波國(guó)內(nèi)市占率已超20%。諧波減速器人形機(jī)器人應(yīng)用占比較高，空間可期。人形機(jī)器人精度要求高而負(fù)載要求低，諧波減速器應(yīng)用占比提升，如特斯拉擎天柱機(jī)器人的旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)即采用諧波減速器。根據(jù)中商產(chǎn)業(yè)研究院，2022年我國(guó)諧波減速器市場(chǎng)規(guī)模約21億元，隨人形機(jī)器人產(chǎn)業(yè)化推進(jìn)，諧波減速器市場(chǎng)空間可期。圖表28：國(guó)內(nèi)龍頭綠的諧波國(guó)內(nèi)市占率已達(dá)23%（2022） 圖表29：2022年國(guó)內(nèi)諧波減速器市場(chǎng)規(guī)約21億元6%來福諧波8%新寶(日)7%

大族諧波5%23%

川機(jī)器人5%其他12%哈默納科(日)34%

(億元35CAGR=16%30CAGR=16%25201510502019

2020

2021

2022

2025E資料來源：GGII， 資料來源：中商產(chǎn)業(yè)研究院，圖表30：特斯拉擎天柱機(jī)器人旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)采用諧波減速器××2×2×2×3×3交叉滾子軸承諧波減速器資料來源：TESLA2022AIDAY，圖表31：國(guó)內(nèi)企業(yè)諧波減速器營(yíng)收規(guī)模及產(chǎn)能仍待提升國(guó)別公司母公司成立時(shí)間業(yè)務(wù)范圍2022減速器營(yíng)收(億元)2022減速器毛利率年產(chǎn)能及規(guī)劃產(chǎn)業(yè)化情況下游應(yīng)用日本哈默納科- 1970- 2011尼得科 1952減速機(jī)、沖床37.54.1622.13649未披露2023年初產(chǎn)能198萬臺(tái)(不含車載)，計(jì)劃新增48(不含車載)2022年產(chǎn)能33萬臺(tái)，IPO未披露成熟作成熟工業(yè)機(jī)器人、人形機(jī)器人、衛(wèi)星、半導(dǎo)體設(shè)備等工業(yè)機(jī)器人、服務(wù)機(jī)器人、數(shù)控機(jī)床、醫(yī)療器械、半導(dǎo)體生產(chǎn)設(shè)備、新能源裝備等機(jī)器人、包裝機(jī)械、半導(dǎo)體設(shè)備中國(guó)綠的諧波日本新寶(現(xiàn)尼得科傳動(dòng))中國(guó)來福諧波- 2013高精密諧波減速器未披露未披露2022年產(chǎn)20萬臺(tái)未披露工業(yè)機(jī)器人、服務(wù)機(jī)器人、醫(yī)療器械、高精密自動(dòng)化設(shè)備等中國(guó)同川科技漢宇集團(tuán)(參股) 精密諧波減速機(jī)，伺服電機(jī)，機(jī)電一體化模塊等未披露未披露2022年產(chǎn)能約10萬個(gè)，有產(chǎn)能擴(kuò)充計(jì)劃實(shí)現(xiàn)諧波減速器產(chǎn)品的批量生產(chǎn)及銷售工業(yè)機(jī)器人、機(jī)床中國(guó)大族精密大族激光2015精密減速器及裝置、機(jī)器人系統(tǒng)、機(jī)電一體化設(shè)備未披露未披露產(chǎn)能或超15萬套已在國(guó)內(nèi)頭部工業(yè)機(jī)器人企業(yè)實(shí)現(xiàn)大批量交付銷售，國(guó)外頭部工業(yè)機(jī)器人企業(yè)也在同步進(jìn)行測(cè)試驗(yàn)證工業(yè)機(jī)器人中國(guó)川機(jī)器人- 2012制造系統(tǒng)整體解決方案0.21132023年產(chǎn)能10萬臺(tái)2019年開始試銷售，2022年出貨4.1萬臺(tái)，2023-2025出貨量目標(biāo)分別是6、8、10萬臺(tái)機(jī)器人中國(guó)國(guó)茂精密國(guó)茂股份2021諧波減速器、RV減速器等精密減速器未披露未披露2022年產(chǎn)能3萬臺(tái)未披露機(jī)器人中國(guó)豐立智能- 1995小模數(shù)齒輪、精密減速器及相關(guān)零部件0.00N/A諧波減速器生產(chǎn)線3Q23處于設(shè)備安裝狀態(tài)，尚未形成產(chǎn)能，投產(chǎn)后預(yù)計(jì)形成3.5萬件小型精密諧波減速器2Q23已處于實(shí)驗(yàn)室測(cè)試階段、數(shù)控機(jī)床、雷達(dá)、天產(chǎn)能文望遠(yuǎn)鏡機(jī)械傳動(dòng)與控制應(yīng)用領(lǐng)2022年產(chǎn)能約3.6萬臺(tái)，IPO于機(jī)器人、數(shù)控機(jī)床、中國(guó)科峰智能- 2010域關(guān)鍵零部件，含行星減速器、諧波減速器等0.1224計(jì)劃募投建設(shè)高精密減速機(jī)建設(shè)項(xiàng)目，達(dá)產(chǎn)后將形成5萬已實(shí)現(xiàn)規(guī)?；N售醫(yī)療器械、新能源裝備等- 2005機(jī)械傳動(dòng)齒輪及其相關(guān)未披露未披露臺(tái)諧波減速器年產(chǎn)能未披露已形成多個(gè)型號(hào)產(chǎn)品的批量供機(jī)器人中國(guó)雙環(huán)傳動(dòng)零部件貨智能執(zhí)行單元生產(chǎn)基地項(xiàng)目已具備批量生產(chǎn)能力和銷售能中國(guó)中大力德- 2006機(jī)械傳動(dòng)與控制關(guān)鍵零部件2.0313已于2022年底達(dá)到預(yù)定可使用狀態(tài)，新增精密減速器(未力，計(jì)劃向模組化方向進(jìn)行研究與發(fā)展機(jī)器人拆分諧波減速器)產(chǎn)能30萬臺(tái)電主軸領(lǐng)軍企業(yè)，同時(shí)2014年開始研發(fā)，已形成批量機(jī)器人、自動(dòng)化設(shè)備等中國(guó)昊志機(jī)電- 2006生產(chǎn)轉(zhuǎn)臺(tái)、直線電機(jī)、0.89未披露2023年產(chǎn)能15萬臺(tái)銷售，主要應(yīng)用于公司各類機(jī)高端裝備減速器等核心零部件器人和自動(dòng)化設(shè)備中注：哈默納科采用總營(yíng)收與綜合毛利率；昊志機(jī)電采用機(jī)器人相關(guān)營(yíng)收；其余公司采用減速器相關(guān)營(yíng)收與毛利率；采用2022年12月30日匯率；資料來源：各公司官網(wǎng)RV減速器：多關(guān)節(jié)機(jī)器人機(jī)身驅(qū)動(dòng)主要減速器減速器主要用于重負(fù)載部位。減速器即旋轉(zhuǎn)矢量減速器，其傳動(dòng)比范圍大、精度較為穩(wěn)定、疲勞強(qiáng)度較高，并具有更高的剛性和扭矩承載能力；但其重量重、外形尺寸較大，無法向輕便、靈活的輕負(fù)載領(lǐng)域發(fā)展，主要應(yīng)用于機(jī)器人大臂、機(jī)座等重負(fù)載部位。此外，RV減速器零部件數(shù)量多、制造和裝配難度大，不利于大規(guī)模生產(chǎn)。RV減速器結(jié)構(gòu)復(fù)雜，由針輪、RV齒輪、芯軸三層構(gòu)成。RV減速器在傳統(tǒng)擺線針輪、行星齒輪傳動(dòng)裝置的基礎(chǔ)上發(fā)展而成。RV減速器徑向結(jié)構(gòu)可分為3層，由外向內(nèi)依次為針輪層、RV齒輪層、芯軸層，每層均可獨(dú)立旋轉(zhuǎn)。針輪層：針輪為內(nèi)側(cè)加工有針齒的內(nèi)齒圈，外側(cè)加工有法蘭和安裝孔，可用于減速器使針輪與輸出法蘭產(chǎn)生相對(duì)回轉(zhuǎn)；RV齒輪層：RV齒輪、端蓋、輸出法蘭和曲軸組件等組成，RV齒輪、端蓋、輸出法蘭為中空結(jié)構(gòu)，內(nèi)孔用來安裝芯軸。其中，輸出法蘭內(nèi)側(cè)有2～3個(gè)連2齒輪，并可在曲軸的驅(qū)動(dòng)下作對(duì)稱擺動(dòng)（又稱擺線輪；曲軸組件由曲軸組件、前后支承軸承、滾2組，中大規(guī)格減速3齒輪擺動(dòng)；芯軸層：齒輪、端蓋、輸出法蘭的中空內(nèi)腔，芯軸可為齒輪軸或用來安裝齒輪的花鍵軸。芯軸上的齒輪稱太陽輪，它和套在曲軸上的行星齒輪嚙合，當(dāng)芯2～3減速器，其芯軸通常用來連接輸入，故又稱輸入軸。針輪層、2級(jí)變速：1）第一級(jí)變速：芯軸上的太陽輪和套在曲軸上的行星齒輪間的變速，稱正齒輪變速；2）第二級(jí)變速：通齒輪的擺動(dòng)，利用針齒銷推動(dòng)針輪的旋轉(zhuǎn)，稱差動(dòng)齒輪變速。圖表32：RV減速器包括針輪層、齒輪層、芯軸層針輪針輪密封圈端蓋輸出法蘭芯軸層芯軸 行星齒輪曲軸組件圓錐滾柱軸承行輸 出 法 蘭齒輪層RV齒輪曲軸圓錐針輪密封圈滾柱組軸承針齒銷圓錐RV 卡簧針輪層滾柱軸承輪卡簧 滾針針齒銷卡簧RV齒輪滾針芯軸端蓋卡簧資料來源：龔仲華《工業(yè)機(jī)器人技術(shù)及應(yīng)用》（2019）RV減速器壁壘主要在于工藝與裝配。RV減速器需在承受大負(fù)載的同時(shí)保持高精度，故需具備較高的材料成形技術(shù)、精密加工及裝配技術(shù)。材料成形方面，RV減速齒輪需要具有耐磨性和高剛性，對(duì)于材料成形過程提出了較高要求，尤其是材料化學(xué)元素控制、表面熱處理等工藝；加工與裝配方面，RV減速器的減速比較高，具備無側(cè)隙、微進(jìn)給的特點(diǎn)，需要特殊部件加工和精密裝配技術(shù)。RV減速器組成結(jié)構(gòu)更為復(fù)雜，較諧波減速器設(shè)備投入更高，更難實(shí)現(xiàn)規(guī)模化。減速器國(guó)產(chǎn)差于諧波減速器，海外龍頭國(guó)內(nèi)市占率超50%。減速器由日本NabtescoCorporation（納博特斯克）的前身帝人制機(jī)Seiki）1985年率先研發(fā)，并獲得了專利；1986減速器商品化生產(chǎn)和銷售；2003年帝人制NABCONabtescoCorporation減速器的研發(fā)生產(chǎn)。由于減速器更高的設(shè)備投入與加工、裝配要求，RV減速器單位價(jià)值量更高，國(guó)產(chǎn)化程度低于諧波減速器，2022年海外龍頭納博特斯克國(guó)內(nèi)市占率超50%，國(guó)內(nèi)龍頭環(huán)動(dòng)科技（上市公司雙環(huán)傳動(dòng)子公司）市占率僅13%。根據(jù)中商產(chǎn)業(yè)研究院，2021年我國(guó)42.9202560億元。圖表33：納博特斯克占據(jù)國(guó)內(nèi)RV減速器超的市場(chǎng)(2022) 圖表34：2021年國(guó)內(nèi)RV減速器市場(chǎng)規(guī)模約43億元

智同科技

(億元)CAGR=9%70CAGR=9%60504030201002018

住友住友(日)5%4%4%3%其他8%8%環(huán)動(dòng)13%納博特斯克日)51%

2020

2021

2025E資料來源：GGII， 資料來源：中商產(chǎn)業(yè)研究院，圖表35：國(guó)內(nèi)企業(yè)RV減速器國(guó)產(chǎn)化進(jìn)程仍待推進(jìn)國(guó)別公司母公司成立時(shí)間業(yè)務(wù)范圍2022減速器營(yíng)收(億元)年產(chǎn)能及規(guī)劃產(chǎn)業(yè)化情況下游應(yīng)用日本納博特斯克- 2003精密減速器、液壓機(jī)器、鐵路車輛用設(shè)備、航空機(jī)械等46.952022年減速器產(chǎn)能106萬件，預(yù)計(jì)2024年達(dá)到149萬件，2026年達(dá)到206萬件，2030年達(dá)到234萬件成熟機(jī)器人中國(guó)環(huán)動(dòng)科技雙環(huán)傳動(dòng)2020機(jī)器人關(guān)節(jié)高精密減速器、高精密液壓零部件4.572022年RV減速器年產(chǎn)能約10萬臺(tái)，產(chǎn)能有擴(kuò)充計(jì)劃產(chǎn)品已基本覆蓋國(guó)內(nèi)主流機(jī)器人客戶機(jī)器人中國(guó)珠海飛馬- 2008諧波減速器、工業(yè)機(jī)械用減速器、齒輪/軸等零部件未披露未披露已形成批量生產(chǎn)機(jī)器人日本住友重機(jī)械船舶、環(huán)境設(shè)備以及各種工業(yè)- 1888機(jī)械(減速機(jī)、塑料加工機(jī)、工業(yè)起重機(jī)等)未披露未披露成熟機(jī)器人和自動(dòng)化領(lǐng)域中國(guó)秦川機(jī)床- 1998機(jī)床、減速器、滾動(dòng)功能部件等未披露2023年機(jī)器人關(guān)節(jié)減速器產(chǎn)能為6-9萬套國(guó)內(nèi)唯一的全系列（5Kg-800Kg）RV減速器產(chǎn)品供應(yīng)商，在中大規(guī)格領(lǐng)域的優(yōu)勢(shì)明顯機(jī)器人中國(guó)中大力德- 2006機(jī)械傳動(dòng)與控制關(guān)鍵零部件2.03智能執(zhí)行單元生產(chǎn)基地項(xiàng)目已于2022年底達(dá)到預(yù)定可使用狀態(tài)，新增精密減速器(未拆分RV減速器)產(chǎn)能30萬臺(tái)；大型RV減速器生產(chǎn)線項(xiàng)目項(xiàng)目預(yù)計(jì)2025年底達(dá)產(chǎn)，可新增5000臺(tái)大型RV減速器產(chǎn)能；公司擬發(fā)行可轉(zhuǎn)債投入機(jī)器人本體組件、配件及智能執(zhí)行單元生產(chǎn)線項(xiàng)目，繼續(xù)擴(kuò)充RV減速器產(chǎn)能RV減速器以微小型為主，同時(shí)正在研制大規(guī)格型號(hào)，可用于大負(fù)載工業(yè)機(jī)器人工業(yè)機(jī)器人和工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域中國(guó)南通振康- 1993焊接送絲裝置、高精度工業(yè)機(jī)器人及核心部件等精密自動(dòng)化產(chǎn)品未披露2018年產(chǎn)能3萬臺(tái)，當(dāng)前產(chǎn)能未披露，2023年3月年產(chǎn)10萬臺(tái)精密RV減速機(jī)項(xiàng)目開工未披露中國(guó)智同科技- 2015高精密擺線減速機(jī)未披露2022年RV減速器產(chǎn)能7萬臺(tái)，2023年完成股權(quán)融資，用于年產(chǎn)50萬臺(tái)機(jī)器人用高精密減速機(jī)數(shù)字化智能制造基地及工程技術(shù)研發(fā)中心項(xiàng)目建設(shè)已實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用機(jī)器人中國(guó)巨輪智能- 2001輪胎模具、液壓式硫化機(jī)和機(jī)器人及智能裝備未披露未披露已取得技術(shù)突破，是國(guó)內(nèi)首批獲得CR認(rèn)證的兩家企業(yè)之一機(jī)器人中國(guó)領(lǐng)鵬智能領(lǐng)益智造2020精密功能件、結(jié)構(gòu)件、模組及充電器業(yè)務(wù)的全產(chǎn)業(yè)鏈未披露未披露制造領(lǐng)域展開合作中國(guó)昊志機(jī)電- 2006電主軸領(lǐng)軍企業(yè)，同時(shí)生產(chǎn)轉(zhuǎn)臺(tái)、直線電機(jī)、減速器等核心零部件0.00未披露在研，尚未形成銷售機(jī)器人注：納博特斯克采用精密減速器營(yíng)收；環(huán)動(dòng)科技采用雙環(huán)傳動(dòng)減速器及其他營(yíng)收；中大力德采用精密減速器營(yíng)收；昊志機(jī)電采用機(jī)器人相關(guān)營(yíng)收；采用2022年12月30日匯率；資料來源：，GGII，各公司官網(wǎng)，行星減速器：多用于直角坐標(biāo)機(jī)器人行星減速器精度偏低，工業(yè)機(jī)器人中應(yīng)用占比相對(duì)低。相較于諧波減速器與RV減速器，行星減速器傳動(dòng)效率較高、壽命長(zhǎng)，但傳動(dòng)精度不足、傳動(dòng)比低，故工業(yè)機(jī)器人中應(yīng)用占比較低，多用于結(jié)構(gòu)較為簡(jiǎn)單的直角坐標(biāo)機(jī)器人。行星減速器采用行星輪系制成，核心組成為太陽輪、行星輪、行星架。只有一個(gè)自由度的動(dòng)軸線輪系稱為行星輪系，行星減速器核心即為行星輪系，行星輪系可按照齒輪嚙合方式與基本構(gòu)件組成情況進(jìn)行分類。行星輪系主要由太陽輪、行星輪、行星架組成，以結(jié)構(gòu)最簡(jiǎn)單的NGW稱為行星輪；裝有行星輪并繞固定軸線轉(zhuǎn)動(dòng)的構(gòu)件即為行星架；與行星齒輪嚙合且?guī)缀屋S線固定的齒輪為中心輪（包括太陽輪與內(nèi)齒輪。行星減速器基本原理為：原動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)太陽輪旋轉(zhuǎn)，太陽輪與行星輪的嚙合驅(qū)動(dòng)行星輪產(chǎn)生自轉(zhuǎn)；同時(shí)，由于行星輪另外一側(cè)與減速器殼體內(nèi)壁上的環(huán)形內(nèi)齒圈嚙合，最終行星輪在自轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)下將沿著與太陽輪旋轉(zhuǎn)相同方向在環(huán)形內(nèi)齒圈上滾動(dòng)，形成圍繞太陽輪旋轉(zhuǎn)的“公轉(zhuǎn)”運(yùn)動(dòng)；行星輪通過公轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)行星架旋轉(zhuǎn)，行星架與輸出軸聯(lián)接，帶動(dòng)輸出軸輸出扭矩。圖表36：行星傳動(dòng)機(jī)構(gòu)可按齒輪嚙合方式與基本構(gòu)件組成進(jìn)行分類類型字母含義例按齒輪嚙NGW、NW、NN、WW、N-內(nèi)嚙合；W-外嚙合；G-

NGW表示由內(nèi)嚙合齒輪副(N)、外嚙合齒輪副(W)、合方式

NGWN、N等

公用行星輪

公用行星輪(G)組成的行星齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)按基本構(gòu)2Z-X、3Z、Z-X-V、Z-X等件組成

Z-中心輪；X-行星架；V-輸出構(gòu)架

2Z-X表示由2個(gè)中心輪、1個(gè)行星架組成的行星齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)資料來源：秦大同等《現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》（2019），圖表37：NGW型行星傳動(dòng)機(jī)構(gòu)與行星減速器整體結(jié)構(gòu)行星輪行星輪內(nèi)齒環(huán)太陽輪行星架資料來源：秦大同等《現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》（2019），科峰智能招股書，全球行星減速器市場(chǎng)規(guī)模不足百億，人形機(jī)器人應(yīng)用有望釋放市場(chǎng)空間。根據(jù)QYResearch，2022年全球行星減速器銷量為540萬臺(tái)，銷售金額為12.03億美元，其中中2325由于工業(yè)機(jī)器人中關(guān)節(jié)機(jī)器人占比較高，故行星減速器整體工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用比例較低，但考慮到性價(jià)比與體積重量比優(yōu)勢(shì)，行星減速器或有望在人形機(jī)器人取得一定應(yīng)用，如智元機(jī)器人、宇樹科技等均有搭配行星減速器，人形機(jī)器人產(chǎn)業(yè)化或有望打開行星減速器市場(chǎng)空間。圖表38：2022年我國(guó)行星減速器市場(chǎng)規(guī)模全球占比約42%(億美元) 中國(guó) 全球 中國(guó)全球占25

60%20 50%40%1530%1020%5 10%0 0%2018 2019 2020 2021 20222023E2024E2025E2026E2027E2028E2029E資料來源：QYResearch，科峰智能招股書，行星減速器具較高技術(shù)與工藝壁壘，高端精密行星減速器國(guó)產(chǎn)化率較低。行星齒輪傳導(dǎo)裝置設(shè)計(jì)始于德國(guó)，1920s，行星齒輪傳動(dòng)裝置首次量產(chǎn)，1950s，德國(guó)首次研發(fā)成功高速大功率行星齒輪減速器，1960s，意大利、英國(guó)、蘇聯(lián)等國(guó)家也陸續(xù)研發(fā)出低速重載行星減速器。伴隨工業(yè)自動(dòng)化的進(jìn)程，德國(guó)、意大利等國(guó)又研制出精密行星減速器。我國(guó)行星減速器略滯后于海外，1960s，我國(guó)開始研制應(yīng)用行星減速器，1970s首次制訂了NGW型漸開線行星齒輪減速器標(biāo)準(zhǔn)，生產(chǎn)了多種高速大功率行星減速器，1980s開始生產(chǎn)低速大轉(zhuǎn)矩的行星減速器，但由于行星減速器，尤其高端精密行星減速器技術(shù)難度與工藝壁壘較高，海外龍頭在材料、設(shè)計(jì)水平、質(zhì)量控制、精度、可靠性和使用壽命等方面仍具相對(duì)QYResearch，2022年尼得科傳動(dòng)（原新寶、紐卡特、威35%20%。圖表39：海外龍頭仍居全球行星減速器優(yōu)地位（2022） 圖表40：國(guó)內(nèi)行星減速器公司市占率逼近海外龍頭（2022）其他53%其他53%13%紐卡特11%威騰斯坦11%科峰智能精銳科技46%尼得科20%5% 7%

利茗5%7%

科峰智能12%紐氏達(dá)特10%資料來源：QYResearch， 資料來源：QYResearch，國(guó)別公司母公司成立業(yè)務(wù)范圍2022減速器2022減速器國(guó)別公司母公司成立業(yè)務(wù)范圍2022減速器2022減速器年產(chǎn)能及規(guī)劃產(chǎn)業(yè)化情況下游應(yīng)用德國(guó) 威騰斯坦-開始布局行精密行星齒輪箱、完整的機(jī)38.5未披露未披露成熟人、機(jī)床、醫(yī)療技術(shù)、航空臂等舶推進(jìn)系統(tǒng)變速箱等系統(tǒng)部件、電機(jī)系列器材產(chǎn)品未披露未披露未披露試制完成后已投入船舶、工程機(jī)械、礦山港時(shí)間營(yíng)收(億元)毛利率日本新寶(現(xiàn)尼得科傳動(dòng))尼得科1952減速機(jī)、沖床22.1未披露未披露成熟機(jī)器人、包裝機(jī)械、半導(dǎo)體設(shè)備德國(guó)紐卡特-1928行星減速器等8.9未披露未披露成熟機(jī)器人、包裝設(shè)備、食品行業(yè)、自動(dòng)化、機(jī)床1949(1979機(jī)電一體化傳動(dòng)裝置，含高星減速器)電一體化傳動(dòng)系統(tǒng)、交流伺服系統(tǒng)和電機(jī)德國(guó)賽威傳動(dòng)-1931減速器、電機(jī)等未披露未披露未披露成熟未披露中國(guó)臺(tái)灣精銳科技 - 1987 減速器、齒輪齒條、機(jī)械手 未披露未披露未披露已實(shí)現(xiàn)規(guī)?；N售未披露2022年產(chǎn)能約54萬臺(tái)，機(jī)械傳動(dòng)與控制應(yīng)用領(lǐng)域關(guān) IPO計(jì)劃募投建設(shè)高精密 移動(dòng)機(jī)器人、新能源設(shè)中國(guó)大陸科峰智能 - 2010 鍵零部件，含行星減速器、 2.95 45 減速機(jī)建設(shè)項(xiàng)目，達(dá)產(chǎn)后已實(shí)現(xiàn)規(guī)模化銷售、高端機(jī)床、電子設(shè)備諧波減速器等 將形成35萬臺(tái)精密行星減 智能交通等速器、0.8萬臺(tái)工程機(jī)械用行星減速器中國(guó)大陸紐氏達(dá)特-2007精密行星減速器未披露未披露 未披露 已實(shí)現(xiàn)規(guī)?；N售 未披露中國(guó)臺(tái)灣利茗-1969減速馬達(dá)及螺旋齒輪減速機(jī)、蝸桿蝸輪減速機(jī)、行星式未披露未披露 未披露 已實(shí)現(xiàn)規(guī)?；N售 未披露減速機(jī)中國(guó)大陸中大力德-2006機(jī)械傳動(dòng)與控制關(guān)鍵零部件2.0313 未披露 已實(shí)現(xiàn)規(guī)模化銷售工業(yè)機(jī)器人和工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域中國(guó)大陸重慶豪能豪能股份2012汽車零部件未披露主要用于新能源汽未披露 未披露 車領(lǐng)域,已在與潛在 新能源汽車機(jī)器人客戶進(jìn)行交流討論中國(guó)大陸兆威機(jī)電-2001微型傳動(dòng)系統(tǒng)7.08當(dāng)前產(chǎn)能未披露，東莞產(chǎn) 汽車電子、智慧醫(yī)療、消26.02業(yè)園已建成投產(chǎn)，蘇州工已實(shí)現(xiàn)規(guī)模化銷售費(fèi)電子、工業(yè)裝備、智能業(yè)園在建，預(yù)計(jì)2024年-2025年建成投產(chǎn)家居等中國(guó)大陸杭齒前進(jìn)中國(guó)大陸杭齒前進(jìn)-1997 船用齒輪箱及船中國(guó)大陸寧波東力-1998 齒輪傳動(dòng)設(shè)備、、門控中國(guó)大陸豐立智能-1995 小模數(shù)齒輪、精相關(guān)零中國(guó)大陸英洛華-1997 釹鐵硼永磁材料產(chǎn)品以及康復(fù)使用 口等未披露未披露未披露未披露 注塑機(jī)電熔膠、礦山、水利、環(huán)保等未披露未披露未披露未披露 電動(dòng)工具、家居、醫(yī)療、汽車座艙，機(jī)器人等未披露未披露未披露未披露 智能家電、工業(yè)自動(dòng)化、機(jī)械制造等注：紐卡特、威騰斯坦均采用集團(tuán)總營(yíng)收；科峰智能采用精密行星減速器營(yíng)收與毛利率；中大力德采用精密減速器營(yíng)收與毛利率；兆威機(jī)電采用微型傳動(dòng)系統(tǒng)營(yíng)收與毛利率；海外公司采用2022年12月30日匯率；資料來源：各公司官網(wǎng)絲杠：直線運(yùn)動(dòng)核心傳動(dòng)裝置，滾動(dòng)螺旋精密機(jī)械最為常用絲杠即絲杠螺母副，也即前文所述螺旋機(jī)構(gòu)，可分為普通（滑動(dòng)、滾動(dòng)、靜壓螺旋傳動(dòng)三類。其中，滑動(dòng)螺旋機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造工藝方便，應(yīng)用最廣；滾動(dòng)螺旋機(jī)構(gòu)摩擦損失小、傳動(dòng)效率高，在精密機(jī)械中應(yīng)用廣泛；靜壓螺旋機(jī)構(gòu)性能優(yōu)異，但技術(shù)復(fù)雜，應(yīng)用相對(duì)較少。根據(jù)滾動(dòng)體類型不同，滾動(dòng)螺旋機(jī)構(gòu)又可進(jìn)一步分為滾珠絲杠、行星滾柱絲杠。圖表42：滑動(dòng)、滾珠、滾柱、靜壓絲杠性能及應(yīng)用對(duì)比滑動(dòng)絲杠滾珠絲杠滾柱絲杠靜壓絲杠接觸方式面接觸點(diǎn)接觸線接觸無接觸摩擦力大小較小極小自鎖性 完全自鎖，與導(dǎo)程角大小和作面粗糙度有關(guān)

無自鎖性，需加裝制動(dòng)裝置 無自鎖性，需加裝制動(dòng)裝置 不能自鎖大，一般載荷可達(dá)同規(guī)格滾珠承載能力 小 較大 絲杠的倍

較大，與供油壓力成正比，與轉(zhuǎn)速無關(guān)傳動(dòng)效率 低，一般為高，一般可達(dá)較高，摩擦力較小時(shí)可達(dá)90% 可達(dá)99導(dǎo)程精度

低，標(biāo)準(zhǔn)精度±250μm/300mm，最高精度±75μm/300mm

較高，常為毫米級(jí)，最高精度3μm/100mm較快，額定轉(zhuǎn)速在3000-

高，定位精度優(yōu)于1μm

可以達(dá)到極高的定位精度，極小的導(dǎo)程摩擦力和速度成正比，低速時(shí)速度 慢，一般轉(zhuǎn)速不超過

5000RPS

速度可達(dá)2m/s以上，加速度可達(dá)到3g壽命相較于同規(guī)格滾珠絲杠提

幾乎為零，加速度可達(dá)10g使用壽命 磨損快，壽命短 磨損小，壽命長(zhǎng)

高倍 極長(zhǎng)現(xiàn)象小小經(jīng)濟(jì)成本較低現(xiàn)象小小經(jīng)濟(jì)成本較低較高較高初期成本投入高

可實(shí)現(xiàn)，滾珠運(yùn)動(dòng)的啟動(dòng)力矩

可實(shí)現(xiàn)，滾柱運(yùn)動(dòng)的啟動(dòng)力矩

可實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)化率 充分 達(dá)以上 仍處于起步階段 仍未得到廣泛應(yīng)用，國(guó)產(chǎn)化率