怎样计算滚珠丝杠驱动扭矩及电机功率讲解
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怎样计算(jìsuàn)滚珠丝杠驱动扭矩及电机功率
精品资料
在机械设备里面，滚珠丝杠驱动(qū dònɡ)扭矩及电机功 率的计算十分重要，这篇文章将介绍这方面的经验 知识。
滚珠丝杠的直径(zhíjìng)，螺距，转速
精品资料
速运行，非精确计算可以套用以下(yǐxià)公式：Ta= （Fa*I）/（2*3.14*n1）
I：丝杠导程 mm；
精品资料
n1：进给丝Байду номын сангаас的正效率(xiào lǜ)。
假设工况：水平使用，伺服电机直接驱动， 2005
滚珠丝杠传动，25 滚珠直线导轨承重和导向，理 想安装，垂直均匀负载 1000kg，求电机功率：
zac0e 高效节能(jié nénɡ)电机 /
精品资料
若采用(cǎiyòng)普通感应电机，功率根据以下公式计
算：
P=TN/9549
P：功率(gōnglǜ)；T：扭矩；N：转速
精品资料
注意事项
伺服电机与步进电机有很大差别，步进电机启 动力矩要求的比较大，否则会出现(chūxiàn)丢步的现象。
zac0e 高效(ɡāo xiào)节能电机 /
Jm:电机(diànjī)的惯性转矩 kg.m2;
精品资料
Jg1:齿轮(chǐlún) 1 的惯性转矩 kg.m2;
Jg2:齿轮 2 的惯性转矩 kg.m2;
Js:丝杠的惯性转矩 kg.m2 （电机直接驱动可忽略 Jg1、Jg2）
zac0e 高效(ɡāo xiào)节能电机 /
某品牌伺服为例，查样本得知，额定扭矩大于
0.83N.M 的伺服电机是 400W。（200W 是 0.64N.M，
小了。400W 额定 1.27N.M，是所需理论扭矩的 1.5
倍，满足要求）
zac0e 高效(ɡāo xiào)节能电机 /
精品资料
当然咯，端部安装部分和滚珠丝杠螺母预压以 及润滑不良会对系统产生静态扭矩，也称初始(chū shǐ)扭 矩，实际选择是需要考虑的。另外，导向件的摩擦 系数不能单计理论值，比如采用滚珠导轨，多套装 配后的总摩擦系数一定大于样本参数。而且，该结
T1:等速时的驱动扭矩 kgf.m;
zac0e 高效(ɡāo xiào)节能电机 /
精品资料
J: 对 电 机 施 加 的 惯 性 转 矩
kg.m2
【J=Jm+Jg1+(N1/N2)2*〔Jg2+Js+m(1/2*3.14)2〕】
W:电机(diànjī)的角加速度 rad/s2;
精品资料
果仅考虑(kǎolǜ)驱动这个静止的负载，如果是机床台等设 备，还要考虑(kǎolǜ)各向切削力的影响。
若考虑加速情况，较为详细的计算可以参考以
下公式（个人整理修正的，希望业内朋友指点）：
zac0e 高效节能(jié nénɡ)电机 /
精品资料
水平使用滚珠丝杠驱动扭矩及电机功率(gōnglǜ)计算： 实际(shíjì)驱动扭矩：T=(T1+T2)*e
T：实际驱动扭矩； T1：等速时的扭矩；
精品资料
T2：加速(jiā sù)时的扭矩；
e：裕量系数。
等速时的驱动扭矩： T1= （Fa*I） / （2*3.14*n1）
T1：等速驱动扭矩 kgf.mm；
zac0e 高效节能(jié nénɡ)电机 /
精品资料
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Fa=F+μ mg，设切削力不考虑，设综合(zōnghé)摩擦系
数μ =0.1，得 Fa=0.1*1000*9.8=980N； Ta=（Fa*I）/（2*3.14*n1），设 n1=0.94，得
Ta=980*5/5.9032≈830N.mm=0.83N.M
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根据这个得数，可以(kěyǐ)选择电机功率。以台湾产
Fa：轴向负载(fùzài) N【Fa=F+μ mg，F：丝杠的轴向 切削力 N，μ ：导向件综合摩擦系数，m：移动物 体重量(zhòngliàng)(台+工件)kg，g:9.8】；
I：丝杠导程 mm；
精品资料
n1：进给丝杠的正效率(xiào lǜ)。 加速时的驱动扭矩：T2=T1+J*W T2:加速时的驱动扭矩 kgf.m;
精品资料
式中
Ta：驱动扭矩 kgf.mm；
zac0e 高效(ɡāo xiào)节能电机 /
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Fa：轴向负载(fùzài) N（Fa=F+μ mg，F：丝杠的轴向 切削力 N，μ ：导向件的综合摩擦系数，m：移动
物体重量(zhòngliàng)(台+工件)kg，g:9.8）；
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在机械设备里面，滚珠丝杠驱动(qū dònɡ)扭矩及电机功 率的计算十分重要，这篇文章将介绍这方面的经验 知识。
滚珠丝杠的直径(zhíjìng)，螺距，转速
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速运行，非精确计算可以套用以下(yǐxià)公式：Ta= （Fa*I）/（2*3.14*n1）
I：丝杠导程 mm；
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n1：进给丝Байду номын сангаас的正效率(xiào lǜ)。
假设工况：水平使用，伺服电机直接驱动， 2005
滚珠丝杠传动，25 滚珠直线导轨承重和导向，理 想安装，垂直均匀负载 1000kg，求电机功率：
zac0e 高效节能(jié nénɡ)电机 /
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若采用(cǎiyòng)普通感应电机，功率根据以下公式计
算：
P=TN/9549
P：功率(gōnglǜ)；T：扭矩；N：转速
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注意事项
伺服电机与步进电机有很大差别，步进电机启 动力矩要求的比较大，否则会出现(chūxiàn)丢步的现象。
zac0e 高效(ɡāo xiào)节能电机 /
Jm:电机(diànjī)的惯性转矩 kg.m2;
精品资料
Jg1:齿轮(chǐlún) 1 的惯性转矩 kg.m2;
Jg2:齿轮 2 的惯性转矩 kg.m2;
Js:丝杠的惯性转矩 kg.m2 （电机直接驱动可忽略 Jg1、Jg2）
zac0e 高效(ɡāo xiào)节能电机 /
某品牌伺服为例，查样本得知，额定扭矩大于
0.83N.M 的伺服电机是 400W。（200W 是 0.64N.M，
小了。400W 额定 1.27N.M，是所需理论扭矩的 1.5
倍，满足要求）
zac0e 高效(ɡāo xiào)节能电机 /
精品资料
当然咯，端部安装部分和滚珠丝杠螺母预压以 及润滑不良会对系统产生静态扭矩，也称初始(chū shǐ)扭 矩，实际选择是需要考虑的。另外，导向件的摩擦 系数不能单计理论值，比如采用滚珠导轨，多套装 配后的总摩擦系数一定大于样本参数。而且，该结
T1:等速时的驱动扭矩 kgf.m;
zac0e 高效(ɡāo xiào)节能电机 /
精品资料
J: 对 电 机 施 加 的 惯 性 转 矩
kg.m2
【J=Jm+Jg1+(N1/N2)2*〔Jg2+Js+m(1/2*3.14)2〕】
W:电机(diànjī)的角加速度 rad/s2;
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果仅考虑(kǎolǜ)驱动这个静止的负载，如果是机床台等设 备，还要考虑(kǎolǜ)各向切削力的影响。
若考虑加速情况，较为详细的计算可以参考以
下公式（个人整理修正的，希望业内朋友指点）：
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水平使用滚珠丝杠驱动扭矩及电机功率(gōnglǜ)计算： 实际(shíjì)驱动扭矩：T=(T1+T2)*e
T：实际驱动扭矩； T1：等速时的扭矩；
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T2：加速(jiā sù)时的扭矩；
e：裕量系数。
等速时的驱动扭矩： T1= （Fa*I） / （2*3.14*n1）
T1：等速驱动扭矩 kgf.mm；
zac0e 高效节能(jié nénɡ)电机 /
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Fa=F+μ mg，设切削力不考虑，设综合(zōnghé)摩擦系
数μ =0.1，得 Fa=0.1*1000*9.8=980N； Ta=（Fa*I）/（2*3.14*n1），设 n1=0.94，得
Ta=980*5/5.9032≈830N.mm=0.83N.M
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根据这个得数，可以(kěyǐ)选择电机功率。以台湾产
Fa：轴向负载(fùzài) N【Fa=F+μ mg，F：丝杠的轴向 切削力 N，μ ：导向件综合摩擦系数，m：移动物 体重量(zhòngliàng)(台+工件)kg，g:9.8】；
I：丝杠导程 mm；
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n1：进给丝杠的正效率(xiào lǜ)。 加速时的驱动扭矩：T2=T1+J*W T2:加速时的驱动扭矩 kgf.m;
精品资料
式中
Ta：驱动扭矩 kgf.mm；
zac0e 高效(ɡāo xiào)节能电机 /
精品资料
Fa：轴向负载(fùzài) N（Fa=F+μ mg，F：丝杠的轴向 切削力 N，μ ：导向件的综合摩擦系数，m：移动
物体重量(zhòngliàng)(台+工件)kg，g:9.8）；