一、核心计算公式

匀速运动驱动扭矩公式

Ta​=2⋅π⋅n1​Fa​⋅I​(单位:Ncdotpm)

Ta​：驱动扭矩

Fa​：轴向总负载，Fa​=F+μmg

F：切削力或外部轴向力（N）

μ：导向件综合摩擦系数（滚动导轨取0.003~0.05，多滑块系统取0.1~0.2）

m：移动部件总质量（kg）

g：重力加速度（9.8 m/s²）

I：丝杠导程（mm）

n1​：进给丝杠正效率（通常取0.9~0.95）

加速运动总扭矩公式

T=(T1​+T2​)⋅e(单位:Ncdotpm)

T1​：匀速时扭矩（同上式）

T2​：加速时扭矩，T2​=J⋅α

J：系统转动惯量（kg·m²）

α：角加速度（rad/s²）

e：裕量系数（考虑冲击载荷，通常取1.2~1.5）

二、选型关键步骤

确定轴向负载

计算最大轴向力（含切削力、摩擦力），确保小于丝杠额定动载荷（参考PMI样本）。

示例：1000kg负载，摩擦系数0.1时，Fa​=0.1×1000×9.8=980N。

选择导程与直径

导程I：根据速度需求选择（如1m/s速度需导程I≥nmax​v⋅60​，nmax​为电机最高转速）。

直径D：通过寿命公式L=(Fm​⋅fw​Ca​​)3⋅nm​106​确定，需满足刚度与稳定性要求。

校验转速与稳定性

确保转速n<n临界​（临界转速公式：n临界​=L2d⋅π⋅2⋅E⋅I​​⋅10−3，E为弹性模量）。

压杆稳定性：计算欧拉临界载荷P临界​=L2π2⋅E⋅I​，确保Fmax​≤P临界​。

三、应用实例与参数修正

实例：某水平驱动系统，负载1000kg，导程5mm，效率0.94，计算得驱动扭矩约0.83N·m，需选400W电机（额定扭矩1.27N·m）。

摩擦系数修正：单滑块取0.01~0.05，多滑块系统取0.1~0.2（含端部防尘件预压影响）。

预压等级：根据精度需求选择（轻/中/重预压），影响刚性与寿命。

四、选型工具与样本支持

PMI选型软件：输入负载、速度、行程等参数，自动推荐型号并校验寿命。

样本参考：查阅《PMI滚珠丝杆技术手册》获取额定载荷、导程精度等级（C3~C10）及预压选项。

通过上述公式与步骤，可精准计算负载并匹配PMI滚珠丝杆组合，确保系统精度与可靠性。