滚动直线导轨副作为高档数控机床中的核心导向部件,由于其失效引起的异常振动会导致机床整体性能和加工精度随之下降。导轨副的主要失效形式——预紧力丧失、润滑失效、点蚀失效会使其精度降低、磨损加剧、疲劳寿命减小,而导轨副运行过程中的失效信息多可通过振动信号进行反映,因此探究导轨副不同失效形式对应的振动特征具有重要工程应用价值,该结论可应用于机床导轨的状态监测及失效诊断。本文首先分析了滚动直线导轨副的主要失效形式及其失效机理,阐述了导轨副振动信号的采集技术、检测手段及分析处理方法,并对国内外的研究特点进行了对比分析。着重研究了滚动直线导轨副预紧力丧失、润滑失效、点蚀失效的振动特征提取以及导轨阻尼器油膜丧失的振动特征提取。通过理论分析建立了滚柱直线导轨副的动力学模型,得出了导轨副预紧力与固有频率之间的关系式,并通过ADAMS仿真进行了验证,得到滚柱直线导轨副的预紧力丧失可以通过固有频率的偏移进行监测的结论。基于小波包能量法对导轨副润滑失效下的振动信号进行分析,试验研究结果得到:不同润滑条件下,滚动直线导轨副的振动信号在16个频率带上所表现出的能量差异较大并有规律可循,可以作为区别润滑条件的特征向量,因此,可以通过监测滚动直线导轨副的振动情况来反映其润滑状态。提出采用小波包能量谱与模糊聚类分析算法对导轨副点蚀失效下的振动信号进行分析处理,试验研究结果表明:应用小波包分解提取信号的能量参数作为特征向量并应用模糊聚类分析能很好的判断滚动直线导轨副的疲劳点蚀状态。最后,对高档机床采用的导轨阻尼器减振抑振效果进行了研究,从理论和试验两个方面着重研究了油膜丧失对导轨阻尼器减振效果的影响,并采用基于短时傅里叶变换的幅值分析法对导轨阻尼器油膜丧失的振动特征进行提取,试验结果表明可以通过监测导轨阻尼系统的振动幅值来反映阻尼器油膜状态。