齿轮行业专题：小齿轮转动大世界，新能车与机器人驱动行业蝶变

请阅读最后一页免责声明及信息披露http://www.cindasc.com1 齿轮行业专题：小齿轮转动大世界， 新能车与机器人驱动行业蝶变 汽车 证券研究报告行业研究 行业深度研究汽车投资评级看好上次评级看好陆嘉敏汽车行业首席分析师执业编号：S1500522060001联系电话：13816900611邮箱：lujiamin@cindasc.com曹子杰汽车行业研究助理联系电话：13522702936邮箱：caozijie@cindasc.com 信达证券股份有限公司CINDASECURITIESCO.,LTD北京市西城区闹市口大街9号院1号楼邮编：100031 齿轮行业专题：小齿轮转动大世界，新能车与机器人驱动行业蝶变 2023年09月21日 本期内容提要: 齿轮是应用最广泛的传动部件，汽车为齿轮应用第一大领域。齿轮是能互相啮合的有齿机械零件，通过连续啮合传递运动和动力，按照用途可以细分为车辆齿轮、工业齿轮及齿轮专用装备，其中汽车是齿轮第一大应用领域，占齿轮产品市场的比重在60%以上。车辆齿轮主要用于汽车传动系统，燃油车动力传递路线为发动机→离合器→变速器→传动轴→主减速器和差速器→半轴→驱动轮，混动车型动力传动与燃油车类似，而纯电动车传动路线较为简单，无需离合器和变速箱；汽车齿轮零部件主要包括变速箱（含同步器）、主减速器和差速器等。 新能源汽车与机器人产业如火如荼，驱动齿轮行业三大变革。齿轮是重资产行业，资本开支与折旧占收入的比重高，由于产能建设周期一般为两年，因此齿轮行业资本开支周期与盈利周期的时间间隔为两年，齿轮行业上市公司持续保持较大规模资本开支，后续或迎来较好的盈利周期。当前时点，齿轮产业正经历三大变革：（1）价：新能源汽车、机器人对齿轮精度及强度要求更高，带动齿轮单价提升；（2）量：机器人等增量赛道带来齿轮新增需求；（3）份额：汽车电动化趋势下，齿轮第三方供应商产品总成化与外包化。由此，齿轮产业三大变革带来投资的三大变化：（1）市场规模变大：齿轮市场规模稳步提升，高精齿轮需求快速增长；（2）技术壁垒变高：高精度齿轮技术与生产壁垒更高，同时由于总成化和外包化，市场份额向头部企业集中；（3）估值中枢提升：新能源汽车与机器人赋予齿轮行业全新增量，齿轮产业投入产出比提升，有助于提升行业估值中枢。 从齿轮细分应用赛道来看：1）变速箱：虽然DCT（双离合自动变速箱）、DHT（专用混合动力变速箱）渗透率逐步提升，但由于电动车替代燃油车趋势，且纯电车一般不使用变速箱，预计变速箱需求长期将呈下滑趋势；同步器短期受益于搭载量较多的DCT、DHT渗透率提高，总需求先升后降。2）差速器：新能源车对精度要求更高推动单价提升，双电机、四驱车型需要搭载更多差速器。3）主减速器：电动化、多档化推动单价提高，多电机车型带动销量增加。4）机器人减速器：持续受益于机器人行业高速发展。从投资价值梳理齿轮细分应用赛道，我们认为机器人减速器＞主减速器＞差速器＞同步器＞变速箱。 投资建议：齿轮行业具备重资产属性，历史估值偏低，随着新能源车和机器人带动行业高端化，估值中枢或将抬升。我们看好积极布局新能源车和机器人的齿轮行业上市公司，建议关注【双环传动】、【精锻科技】、【豪能股份】、【蓝黛科技】等。 风险因素：汽车销量不及预期、机器人销量不及预期、产品研发不及预期、行业竞争加剧、原材料价格波动。 目录 一、齿轮：汽车传动系统的核心部件5 1.1齿轮是机械设备中重要的传动部件5 1.2汽车齿轮主要用于传动系统6 二、新能源汽车与机器人产业如火如荼，驱动齿轮行业三大变革10 2.1齿轮是重资产行业，资本开支周期与盈利周期的间隔约为2年10 2.1.1齿轮是投入产出比低的重资产行业10 2.1.2资本开支周期与盈利周期的间隔约为2年11 2.2齿轮行业三大趋势：精度提升、机器人带来增量需求、第三方总成12 2.2.1价：新能源车、机器人齿轮精度更高，单价提升13 2.2.2量：机器人增量赛道带来新需求13 2.2.3份额：齿轮产品第三方供应商外包与总成14 2.3齿轮行业三大变化：规模增加、壁垒提高、估值中枢抬升14 2.3.1市场规模变大，高精密齿轮市场提升较快14 2.3.2技术壁垒变高，市场份额向头部集中15 2.3.3重资产属性减弱，估值中枢或将抬升16 三、齿轮细分应用赛道梳理17 3.1变速箱：DCT、DHT渗透率提升，总需求下降17 3.2差速器：电动化、四驱与双电机车型带动市场规模提高19 3.3主减速器：受益于电动化、多电机、多档化趋势，市场规模提升明显21 3.4机器人减速器：增量市场，需求广阔22 四、重点公司介绍24 4.1双环传动：国内领先的专业齿轮产品制造商和服务商24 4.2精锻科技：业内领先的精锻齿轮供应商25 4.3豪能股份：国内领先的同步器龙头，积极开拓新能源车产品26 4.4蓝黛科技：专业动力传动部件供应商26 五、风险提示27 表目录 表1：双环传动IPO项目乘用车变速器高精度齿轮（轴类）主要生产设备10 表2：不同加工方法的齿轮精度等级15 表3：齿轮行业募资投入产出比（万元）17 表4：各类变速器情况对比17 表5：国内各类型汽车变速器的自主品牌生产企业分布情况19 表6：2021-2028年中国乘用车同步器市场规模测算19 表7：三种类型减速器特点23 表8：2022-2027年全球机器人减速器市场规模预测24 图目录 图1：齿轮链式传动5 图2：齿轮传动5 图3：齿轮的分类5 图4：齿轮的应用范围6 图5：传动系统组成部件7 图6：汽车动力传递路线7 图7：变速箱示意图7 图8：同步器示意图8 图9：差速器示意图8 图10：主减速器示意图9 图11：电动车传动系统布置方式10 图12：汽车零部件行业与齿轮上市公司过去十年固定资产周转率11 图13：汽车零部件行业与齿轮上市公司过去十年资本开支/收入11 图14：汽车零部件行业与齿轮上市公司过去十年折旧/收入12 图15：双环传动16-22年收入及利润情况（亿元）12 图16：精锻科技16-22年收入及利润情况（亿元）12 图17：不同齿轮精度级别及其应用13 图18：机器人减速器示意图14 图19：电动车时代齿轮制造环节外包14 图20：齿轮行业市场规模15 图21：齿轮行业上市公司汽车零部件收入16 图22：汽车齿轮行业规模及四家上市公司市占率16 图23：13-23年汽车零部件行业及齿轮上市公司PB估值16 图24：2017-2028年中国乘用车变速箱产量及预测（万辆）18 图25：不同四驱系统原理示意图20 图26：双电机车型布置20 图27：22-27年差速器市场规模（亿元）21 图28：双电机车型布置21 图29：轮边电机车型布置21 图30：单级变速器与两挡变速器爬坡度对比22 图31：单级变速器与两挡变速器百公里加速度对比22 图32：22-27年主减速器市场规模（亿元）22 图33：机器人减速器示意图23 图34：中国工业机器人成本构成24 图35：双环2017-2022年收入（亿元）及增速（%）25 图36：双环2017-2022年归母净利润（亿元）及增速（%）25 图37：精锻2017-2022年收入（亿元）及增速（%）25 图38：精锻2017-2022年归母净利润（亿元）及增速（%）25 图39：豪能2017-2022年收入（亿元）及增速（%）26 图40：豪能2017-2022年归母净利润（亿元）及增速（%）26 图41：蓝黛2017-2022年收入（亿元）及增速（%）27 图42：蓝黛2017-2022年归母净利润（亿元）27 一、齿轮：汽车传动系统的核心部件 1.1齿轮是机械设备中重要的传动部件 齿轮是能互相啮合的有齿的机械零件，通过连续啮合传递运动和动力。齿轮传动是应用最广泛的机械传动方式之一，可实现改变转速和转矩、改变运动方向和改变运动形式等功能，具有传动效率高、传动比准确、功率范围大等优点。当两个齿轮分离时，可以用链条、履带、皮带来带动两边的齿轮，此时转动方向相同；当两个齿轮互相啮合时，其转动的方向相反。齿轮传动的用途很广，是汽车、机床、航空、轮船、农业机械、建筑机械等各种机械设备中的重要零部件，日常生活中也要使用各种齿轮传动装置。 图1：齿轮链式传动图2：齿轮传动 资料来源：钢易通，信达证券研发中心资料来源：钢易通，信达证券研发中心 齿轮根据轴性可分为平行轴、相交轴及交错轴三种类型。平行轴齿轮有正齿轮、斜齿轮、内齿轮、齿条及斜齿条等；相交轴齿轮有直齿锥齿轮、弧齿锥齿轮、零度齿锥齿轮等；交错轴齿轮有交错轴斜齿齿轮、蜗杆蜗轮、准双曲面齿轮等。平行轴及相交轴齿轮副的啮合以滚动为主，相对滑动非常微小，所以效率高；交错轴斜齿轮及蜗杆蜗轮等交错轴齿轮副通过相对滑动产生旋转以达到动力传动，因此摩擦影响非常大，与其他齿轮相比传动效率较低。 图3：齿轮的分类 资料来源：金属加工，信达证券研发中心（注：传动效率不包括轴承及搅拌润滑等的损失） 按照产品用途，齿轮可以细分为车辆齿轮、工业齿轮及齿轮专用装备。 车辆齿轮占齿轮产品市场的比重在60%以上，是国内市场齿轮产品的第一大应用领域，主要包括车辆变速总成和车辆驱动桥传动总成。作为车辆主要的基础传动零件，车辆齿轮的质量直接影响车辆的噪声、平稳性及使用寿命。车辆齿轮具备传动效率高、结构紧凑、传动比稳定、可靠性高、工作寿命长等性能特征及优势。相对于工业齿轮，车辆齿轮的尺寸、模数变化范围较小，生产批量大，易于组织专业化、规模化生产。 工业齿轮包括工业通用齿轮和工业专用齿轮，工业齿轮产品品种繁多，使用工况较为复杂。工业通用变速箱已经逐渐系列化并批量生产；工业专用齿轮装置随主机要求，需特殊设计配套，仅有小部分为系列化标准产品，绝大多数为单件小批量、多品种生产。 齿轮专用装备主要为齿轮专用机床、刀具等齿轮制造配套设备，应用于齿轮传动装置的制造和总成配置。 图4：齿轮的应用范围 资料来源：双环传动公告，信达证券研发中心 1.2汽车齿轮主要用于传动系统 车辆齿轮主要用于汽车传动系统，燃油车动力传递路线为发动机→离合器→变速器→传动轴 →主减速器和差速器→半轴→驱动轮，其中齿轮零部件主要包括变速箱（含同步器）、主减速器和差速器等。 图5：传动系统组成部件图6：汽车动力传递路线 资料来源：汽车工艺师，信达证券研发中心资料来源：汽车工艺师，信达证券研发中心 变速箱是改变动力源转速和扭矩的机构，分为有级式（有若干个定值传动比，通常由3-5个前进档、1个空档、1个倒档、1个驻车档组成）和无极式（传动比可连续变动）。 变速箱是燃油车必备组件，有助于发动机实现启动、怠速、倒车等功能，并提高燃油效率。 电动车电动机转速范围宽，在低速时能够输出大扭矩，高速时能够输出恒功率，与车辆需求吻合，电机自身就自带变速器的属性。电动车搭载变速箱后可以提高低速起步和高速行驶的电机效率、提高高速时的动力性能、降低对电机的要求，但是变速箱占用较多空间且价格昂贵，整体性价比不高，因此当前主流纯电动车不搭载变速箱。 图7：变速箱示意图 资料来源：ZOL汽车电子，信达证券研发中心 同步器是变速箱的重要组成部分，有提高汽车换挡效率的作用。同步器分为常压式、惯性式、自行增力式等种类，目前广泛采用的惯性式同步器由结合齿、齿环、齿毂、齿套等组成。在换挡时，汽车变速器输入轴和输出轴各自以不同的速度旋转，同步器是变速箱的组成部分，通过齿环与齿轮的摩擦作用快速实现变速器输入轴与输出轴的同步，从而实现挡位的平顺切换、降低对变速器齿轮的磨损消耗、提高动力的输出效率。 图8：同步器示意图 资料来源：豪能股份公告，信达证券研发中心 差速器是能够使左右驱动轮实现不同转速转动的机构。差速器的主要作用是将主减速器传来的动力传给左、右两半轴，并在必要时允许左、右半轴以不同转速旋转，使左、右驱动车轮相对地面纯滚动而不是滑动。在汽车转弯时，内外侧车轮的转弯半径不同