1.基本参数

滚动导轨的摩擦系数一般为0.002～0.003；其直线运动速度理论上可达500m/min，但考虑到使用寿命，通常应在300m/min以下使用较为合适；滚动导轨的加速度与预载荷有关，最大理论加速度可达到25G（250m/s²），但实际使用时一般不应超过5G（50m/s²）。这已足以满足高速、高精度加工机床的要求。

选择滚动导轨时，首先需要确定精度等级、预载荷等基本参数。

1）滚动导轨的精度分P2、P3、P4、P5共4个等级，P2级精度最高，其他依次递减。由于滚动导轨有“误差均化”作用，成套使用时精度可提高20%～50%。因此，当同一平面使用2根以上滚动导轨时，即使选用低一级的精度，通常也能达到高一级的精度要求。

一般而言，数控车床、数控镗铣床、加工中心的XY轴，可采用P2、P3级精度，Z轴通常可使用XY轴相同或低一级的精度。

2）预载荷。滚动导轨的预载荷等级分为P0、P1、P2、P3共4个等级。P0为重预载，适用于刚度要求高、有冲击和振动的场合，如龙门式、立柱移动式等大型、重载机床的主导轨。P1为中预载，适用于高精度要求较高或需要承受侧悬载荷、扭转载荷的运动轴。P2为普通预载，适用于振动和冲击较小、定位精度要求高的运动轴。P3无预载，通常只用于机械手等输送机构中。预载荷可根据精度等级，按第2章表2.4-1进行选择。

为了不降低使用寿命，滚动导轨的预载荷原则上不应该超过轴向载荷的1/3。导轨预载荷越大，对导轨的安装要求也就越提高。

2.额定寿命

滚动导轨的额定寿命可通过运动距离或运行时间两种方法计算和衡量，其计算方法如下。

（1）额定运动距离

滚动导轨的额定运动距离计算式如下。

式中L——额定运动距离（km）；

C——额定动载荷（N）；

P_c——当量载荷（kN，计算方法见后述）；

f_h——硬度系数，计算式如下；

f_t——温度系数，当工作温度低于100℃时，可取1；

f_c——接触系数，与滑动数量有关，根据实际情况，按表7.3-1选取；

f_a——精度系数，对于精度等级P2、P3级取1；P4、P5级取0.9；

f_w——载荷系数，速度小于等于15m/min、无冲击或振动时取1～1.5；速度在15～60m/min、冲击或振动较小时取1.5～2；速度大于60m/min、有冲击或振动时取2～3.5。

表7.3-1 滚动导轨的接触系数表

（2）额定运行时间

如果运动轴的行程已经确定，滚动导轨的额定使用寿命可通过下式，利用额定运行时间来确定。

式中L_h——额定运行时间（h）；(www.daowen.com)

l——运动行程（km）；

n——每分钟往复次数（1/min）；

L——按式7.3-18计算得到的额定运动距离（km）。

3.载荷计算

滚动导轨的上/下和左/右4个方向都可承受载荷，故可抗3方向的颠覆力矩，它可用于各种载荷机床。

直线运动滚动支承系统的载荷与传动系统的结构、运动部件的重心和受力点、驱动力作用点、惯量及运动阻力等因素有关，需按工程力学进行计算，并由此来确定滚动导轨和滑块数量。对于运动过程中载荷变化的系统，还应根据实际运动情况，通过以下方法计算当量载荷P_c。

1）载荷为分段变化的系统，当量载荷的计算式如下。

式中P_i——行程L_n内的载荷（kN）；

L_i——分段行程（mm）；

L——总行程（mm），。

如果载荷按照数学函数变化，则当量载荷的计算式如下。

线性：P_c=（P_min+2P_max）/3（7.3-22）

全波正弦波：P_c=0.65P_max

半波正弦波：P_c=0.75P_max

式中P_max——最大载荷（kN）；

P_min——最小载荷（kN）。

2）对于同时承受垂直向载荷P_v和水平向载荷P_h的系统，当量载荷的计算式如下。

P_c=P_v+P_h （7.3-23）

对于同时承受外部力矩M和载荷P₀的系统，当量载荷的计算式如下。

式中P₀——外部载荷（kN）；

C₀——额定静载荷（kN）；

M——外部力矩（N·m）；

M_t——对应方向上的额定承载扭矩（N·m），数值可从生产厂家的样本中查到。

在以上参数确定后，滚动导轨的规格、型号即可确定。