我的问题是螺距为 4mm 或 5mm 的滚珠丝杠，当电机在两个系统共享的 15 kg 负载下断电时，它是否能够保持其位置。

典型的 NEMA 23 步进电机的制动扭矩在 3 到 7 N·cm 之间变化。这是绕组未通电时产生的转矩。

使用此丝杠扭矩计算器，您可以发现直径 12 毫米、节距 4 毫米的丝杠支撑 75 N 负载所需的扭矩约为 5 N·cm - 假设没有摩擦。如果有摩擦，那么所需的扭矩会更低。

因此，所需的扭矩几乎等于或什至可能高于制动扭矩。因此，您不应依靠断电的电机来支撑构建平台。在实践中，您可能会看到摩擦足以支撑构建平台，但任何干扰（例如有人撞到打印机）都足以使丝杠开始旋转并使平台像石头一样掉落。

杆的直径对它有什么影响？

增加螺距也会增加所需的扭矩（因此，使用螺距较低的丝杠）。直径不会直接影响扭矩，但较大的直径会增加摩擦，因此是有益的。

让我们拿出物理...

我们有 15 公斤的负载，这是 147.15 N 的重力，加上床。让我们考虑一下需要携带的大约两公斤的床和电缆，所以 166.77 N。这在 150 N 的误差范围内，这大大简化了计算，所以让我们假设。

假设我们使用 2 个导螺杆，一个左，一个右，并且都完全垂直。然后我们得到，负载是一半，所以

现在，让我们看看导螺杆的规格：螺距为 4 毫米，直径为 12 毫米。对于计算器，我们需要螺距直径 (=Diameter) 和螺纹密度 (=Threads/cm)，所以我调出螺距转换表并查看 4 mm 螺距。此外，我们检查了表格并获得了一个中间的“钢对钢”摩擦系数，干燥时为 0.2，油时为 0.15。

我用这些数字得到的结果是 $\tau_\text{dry}=-0.0478\text{ Nm}$ 和 $\tau_\text{oiled}-0.0222\text{ Nm}$分别。这是需要施加到我们的电机以使其向下移动的扭矩。等等，那个数字是负数？！是的，确实如此，而且这实际上并不是一个坏兆头：

让我们假设一个更高的高螺距螺纹。就像，真的很高：每英寸旋转 1 圈。一根线。它几乎是“直的”。计算器给我们带来了一个结果$\tau_\text{dry,super-steep}=0.273\text{ Nm}$ 对于 0.2 摩擦系数，电机需要保持工作以使其不移动。

那么，我们什么时候留下，什么时候搬家？那么，如果$\tau_\text{calculated}>\tau_\text{detent}$，它会自行向下移动。如果$\tau_\text{calculated}<\tau_\text{detent}$它保持摩擦。这$\tau_\text{detent}= 0.027\text{ Nm}$对于单个长度 NEMA 23。我们的负扭矩只是意味着我们需要施加一些额外的扭矩来克服摩擦，然后才能让床动起来。

这意味着，在 15 公斤负载（+2 公斤床）的情况下，床可以保持不动。如果您使用更灵活的材料组合，您可能会开始滑动。

永远记住，有一个警告，即通过短暂的撞击来克服滞留强度，或者在撞到杆时直接向杆施加力。如果机械装置开始旋转，来自杆上的螺母和来自电机的摩擦就足以使机器断裂。

在此处添加其他更科学的答案。反向驱动力将根据丝杠和螺母之间的静摩擦力移动丝杠。如果摩擦较小，那么它总是会滑动。基本上，您需要在机器关闭时防止丝杠转动。您可以制作一个基本的电磁离合器，通过使用双刀双掷继电器在断电时将电机引线短接到地，可以增加一些转动阻力。您可以通过将所有引线连接在一起然后尝试手动转动电机主轴来自己测试。

https://en.wikipedia.org/wiki/Electromagnetic_brake