零件之间的接触会产生摩擦力，这种摩擦力不仅消耗能量，降低工作效率，还可能损坏部件。那么有没有一种“三花聚顶”的方案呢？
# 撰文 | 萧洋 编审 | 宇傅
01. 概述
滚珠丝杠可以将旋转运动转变为直线运动，也可将直线运动转变为旋转运动。相对传统的滑动摩擦，滚珠丝杠因为滚珠的存在变为了滚动摩擦，大大提高了传动效率。
作为广泛应用于工具机械和精密机械的传动元件，滚珠丝杠具备高精度、可逆性和高效率的特点。滚珠丝杠通常由以下几个组件构成：丝杠、螺母、滚珠和反向器。
车辆中滚珠丝杠通常应用在转向中的REPS系统、驻车制动中的EPB制动钳、行车制动中的one box和EMB产品等。
02. REPS系统应用
电动助力转向系统根据电机位置和减速机构的不同，可以大致分为六种类型：管柱式电动助力转向系统（C-EPS）、单小齿轮式电动助力转向系统（P-EPS）、双小齿轮式电动助力转向系统（DP-EPS）、齿条式电动助力转向系统（R-EPS）、线控式电动助力转向系统和轮边电机式电动助力转向系统。
其中，C-EPS、DP-EPS和R-EPS是应用较为广泛的类型。R-EPS系统采用滚珠丝杠，能够提供更大的推力。电机与转向器的距离越近，助力传动效率就越高。R-EPS的齿条推力可达9-16KN，明显高于DP-EPS系统。
随着新能源车的续航里程不断增加，车身重量也随之增加，对扭矩推力更大的R-EPS需求也越来越高。因此，随着新能源车占比的逐步增加，R-EPS在汽车转向系统中的渗透率有望加速，从而推动滚珠丝杠在转向领域的应用。
03. EPB制动钳应用
目前市场上的EPB（电子驻车制动）制动钳主要采用两种传动方式：螺纹传动和滚珠丝杆转动。与传统的螺纹传动相比，采用滚珠丝杆的EPB具有效率高、寿命长、运动平稳等优势。
EPB中采用滚珠丝杆的结构通常用于中高档汽车的电子驻车系统。EPB用滚珠丝杆副的结构与常规滚珠丝杆副不同，这种特殊结构确保其具有更强的承载能力。在电子制动过程中，制动钳电动机通过丝杆的花键驱动丝杆旋转，丝母的轴向运动为驻车系统提供制动力。
EPB用滚珠丝杆是电子驻车系统中的关键传动部件，其质量关系到整套电子驻车系统的性能。目前，只有大陆集团的电子制动系统采用滚珠丝杆传动结构，其他制动器厂商则使用螺纹传动。
04. One-box应用
在2008年，日立汽车旗下的东机工（TOKICO）成功开发了E-ACT线控制动系统，该系统采用滚珠丝杠进行力矩转换，将电机的旋转力矩转化为水平移动力矩。
而在2016年初，博世推出了第二代iBooster，该产品采用一级滚珠丝杠减速机构取代了二级蜗轮蜗杆，从而大幅度缩小了体积，并提高了控制精度。
与蜗轮蜗杆-蜗杆涡轮+齿轮齿条传动机构相比，滚珠丝杠传动结构更为紧凑，结构更简单，负载能力更大。它可以用一根丝杠取代"蜗杆+涡轮+齿轮+齿条"的组合，减少了涉及的零部件数量和结构复杂性。
05. EMB应用
滚珠丝杠由于其精度高、寿命长、工作平稳和可靠性高等特点，常被用于EMB的运动转换装置中。EMB通常有两种传动原理技术路线，分别是线性自增力式和非线性增力式，而这两种路线都使用了滚珠丝杠：
线性自增力式：线性自增力式电子机械制动系统结构简单，是目前国内外研究和专利较多的类型。在该类型中，电机输出的旋转力矩经过行星或定轴齿轮机构进行减速增扭，然后通过滚珠丝杠将旋转运动转化为平动位移，并传递给摩擦制动器。
非线性自增力式：这种类型利用楔形块的自增力原理，取消了齿轮减速增扭机构，近年来成为研究的热点。其中以西门子的楔形自增力结构（EWB，Electronic Wedge Brake）为代表，该结构可以与低功率小型电机配合使用滚珠丝杠来驱动楔形块。
06. 企业案例
在汽车领域，有三家轴承企业已经具备车用丝杠产品的量产能力。这些企业包括五洲新春、宁波慈兴和长盛轴承。由于在沟槽加工和滚动摩擦等技术方面存在共通之处，一些轴承企业已经进入了丝杠行业。
例如，海外企业舍弗勒、SKF以及国内企业五洲新春和长盛轴承。目前，在汽车领域中，滚珠丝杠主要由国外企业供应。
转向系统多采用舍弗勒、NSK、上银科技等企业提供的滚珠丝杠。而线控制动领域主要以博世自家生产为主。
| 公司名称 | 国家 | 成立时间 | 主要线性驱动器产品 |
| 博世力士乐 | 德国 | 1795 | 线性导轨、丝杆传动、集成测量系统、传动球座和公差环、线性轴、多轴系统、电缸 |
| 上银科技 | 中国台湾 | 1989 | 滚珠丝杠、直线导轨、轴承、末端效应器 |
| 黑田精工 | 日本 | 1925 | 滚珠丝杠、直线运动设备 |
| NSK | 日本 | 1916 | 轴承、滚珠丝杠、精密机械及零件、转向系统、自动变速器 |
| 舍弗勒 | 德国 | 1946 | 微型/大型轴承、滚动轴承 |
| 五洲新春 | 中国 | 1999 | 滚珠丝杠、轴承及配件、精密机械及零件 |
| 宁波慈兴 | 中国 | 1984 | 滚珠丝杠、高端汽车轴承 |
| 长盛轴承 | 中国 | 1995 | 滚珠丝杠、润滑轴承 |
■ 车用滚珠丝杠行业主要企业
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