线性运动系统由于使用方式种类多，设计需求上各自有所不同。而线性滑轨使用寿命长短依据许多变数，如使用负荷、使用速度、设计尺寸等种种使用因素，而这些变数参考孰重孰轻，往往造成初接触线性滑轨的使用者陷入如何选用的无穷回圈之中，所以使用标准的选用流程可让使用者避免选用规格错误或是花费太多比较设计变数权重的时间。以下是本公司建议的标准选用流程。
2-1选用线性滑轨之流程图
2-2确认使用条件
选用线性滑轨通常需要计算负荷，其必要的条件需要得知:
A.组合(跨距尺寸、滑块个数、滑轨根数)。
B.安装姿势(水平、竖、倾斜、壁挂、吊下)。
C.作用负荷(作用力的大小、方向、作用点、加速下是否产生惯性?)。
D.使用频率(负荷周期)。
A.组合:
1.跨距尺寸:
滑座之间的相互尺寸，如上图所示之 L0与 L1。
L0:为机构上单支滑轨上滑座之间的距离(单位:mm)。
L1:为机构上双支滑轨之间的距离(单位:mm)。
L0与 L1之尺寸大小容易影响整组线性滑轨组合的刚性与使用寿命。
2. 滑块个数:
同一支滑轨上所使用的滑座数量。
上图为一支滑轨使用 2个滑座。
通常单支使用滑座数量多，则抵抗负重的能力与刚性都会增加。
寿命也越高，但是使用的空间与移动行程则需要重新被考虑。
3. 滑轨根数:
组合所使用的滑轨数量。
上图为使用 2支滑轨的组合。
通常滑轨数目增加可以增加组合的滑块个数，也可以增加 X轴的力矩抵抗，刚性与寿命也会提升。
B.安装姿势:
1.水平安装
水平安装(W为地心引力方向) 此为最常使用之组立方式，较能承受正向压力，常用在一般的机台定位和送料机构上。通常承受的方式如图所示。 W为重力方向指标，重力方向与滑座托盘平面成垂直。也与滑座移动方向成垂直。
2.竖立安装
竖立安装(W为地心引力方向) 选用上需要考虑滑座的跨距与承受力距的能力，重力方向与滑座托盘平面平行，也与滑座移动方向平行。常用在一般如升降机之类的机构上。使用上需要注意承受力之位置与大小造成的力矩。
3.倾斜安装
倾斜安装(W为地心引力方向) 又分为侧倾斜安装及前倾斜安装。左图为侧倾斜安装。侧倾斜安装:重力方向与托盘平面成一角度
θ，与移动方向成垂直。前倾斜安装:重力方向与托盘平面成垂直，与移动方向成一角度θ。
4.挂壁安装
挂壁安装(W为地心引力方向) 使用方式与竖立安装相似，与滑座平面平行，但与滑座移动方向成垂直，主要受重力造成的力矩，所以大多用输送设备，但是选用上与竖立的方式相同，需多考虑力矩问题，所以空间跨距和滑座受力需要多被考虑。
C.作用负荷:
作用负荷所需要的之必要条件:
1.作用负荷之大小，可以分为：
物体质量：
所荷重物体本身的重量。
外力：
所受其他机构造成的外力。
可以有数个外力对组立机构造成负荷，所以可将所有分力合成为一个合力下去计算。
计算可以简便许多。
2.作用负荷之方向：
可以将合成之后的外力分成 XYZ3 轴向的分力。
如右图之 Fx、Fy、Fz。
Fx为合力之 X轴向之分布力。
Fy为合力之 Y轴向之分布力。
Fz为合力之 Z轴向之分布力。
3. 作用负荷之位置点：
如右图:XYZ之原点都以推力中心做起点。
推力中心可以为滚珠螺杆、油压缸甚至线性马达。
易言之，就是驱动滑座组之动力来源，以此点为起始点，合力的位置点的 XYZ相对位置就可以被定义出来。
Pfx:为合力与推力中心之 X方向距离。
Pfy:为合力与推力中心之 Y方向距离。
Pfz:为合力与推力中心之 Z方向距离。
4. 跨距:
L0与 L1指滑座与滑座之间的距离。(如右图所示)。
5.速度图:
{zg}速度(V):即机械运转时的{zg}运动速度。
如右图之 V，即是整个运
作过程中{zg}速度。
行程长度:
行程长度如右图之距离分布(D)
加速距离(D1):由静止加速至{zg}速度
等速距离(D2):等速度移动距离。
减速距离(D3):由{zg}速度减速至静止的距离。
6. 滑座各方向受力:
R1、R2、R3、R4为各别滑座之正向受力。 S1、S2、S3、S4为各别滑座之侧向受力。其受力影响与计算方式将于负荷计算将有明确的介绍。
2-3型式尺寸确认
1.使用合适的型式(BGX、BGC)
依组装使用之机器设备选用合适之系列产品类别。
相关选用参考请见后续本公司 BGX、BGC等各系列产品的介绍。
2 .假定合适的尺寸(15、20、25、30、35型)
基本上可依照流程使用条件，先假设一个较符合实际需要的滑座。
建议先以尺寸需要为优先，受力负荷为次之的考虑下去设计，因为在初期计算时较难判断受力与寿命问题，有时候可以负载不代表寿命也符合实际需求，所以可以先以尺寸为{dy}个考虑重点，等到计算寿命与负荷时的数值与实际需要有一段落差时，在往承受负荷较稳健的型号下去选用滑座。
2-4负荷大小确认
滑座所受的垂直分力:
滑座所受的侧向分力:
计算范例 :
这个范例被区分为三部分
{dy}部分取决于 W(重量) Fx(W):(W/g)*(+A)(加速度)- Fx(A)
第二部分取决于 W(重量) Fx(W):
第三部分取决于 W(重量) Fx(W):(W/g)*(-A)(加速度)- Fx(-A)
若线性滑轨系统采用: BGXH20FN2 L4000 NZ0
C = 1463 kgf
C0 = 3110 kgf
D1 = 1000 mm
D2 = 2000 mm 2 . D1
D3 = 1000 mm
V = 1 m/s V0 = 0 m/s => (A) = 0.5 m/s2 加速度
V = 0 m/s V0 = 1 m/s => (-A) = -0.5 m/s2 减速度
Fx(W) = 98 kgf Fy(W) = 0 Fz(W) = 0
Fx(A) = (98/9.8)*0.5 = 5kg Fy(A) = 0 Fz(A) = 0
Fx(-A) = (98/9.8)*(-0.5) = -5kgf Fy(-A) = 0 Fz(-A) = 0
Pfx = 80 mm Pfy = 250 mm Pfz = 280 mm
L0 = 300 mm L1 = 500 mm fw = 1.5
计算荷重 : 单纯考虑重力加速度:
考虑行进间加速时之加速度: 考虑行进间减速时之加速度:
{dy}部分的荷重 :
R1(section1) =R1(W ) + R1(A) = -48.06kgf
R2(section1) = R2(W ) + R2(A) = 48.06kgf
R3(section1) = R3(W ) + R3(A) = 48.06kgf
R4(section1) = R4(W ) + R4(A) = -48.06kgf
S1(section1) = S1(W ) + S1(A) = -42.91kgf
S2(section1) = S2(W ) + S2(A) = 42.91kgf
S3(section1) = S3(W ) + S3(A) = 42.91kgf
S4(section1) = S4(W ) + S4(A) = -42.91kgf
第二部分的荷重:
R1(section2) =R1(W ) = -45.73kgf
R2(section2) = R2(W ) = 45.73kgf
R3(section2) = R3(W ) = 45.73kgf
R4(section2) = R4(W ) = -45.73kgf
S1(section2) = S1(W ) = -40.83kgf
S2(section2) = S2(W ) = 40.83kgf
S3(section2) = S3(W ) = 40.83kgf
S4(section2) = S4(W ) = -40.83kgf
第三部分的荷重:
R1(section3) =R1(W ) + R1(-A) = -43.4kgf
R2(section3) = R2(W ) + R2(-A) = 43.4kgf
R3(section3) = R3(W ) + R3(-A) = 43.4kgf
R4(section3) = R4(W ) + R4(-A) = -43.4kgf
S1(section3 = S1(W ) + S1(-A) = -38.75kgf
S2(section3) = S 2(W ) + S2(-A) = 38.75kgf
S3(section3) = S3(W ) + S3(-A) = 38.75kgf
S4(section3) = S4(W ) + S4(-A) = -38.75kgf
2-5等效负荷计算将线性滑轨轨所承受的各方向负荷换算成等效负荷
单一等值负载的计算:
当径向负载( Rn) 和侧向负载 (Sn) 是同时发生的，这单一等值负载为:
线性滑轨系统的方程式以下列方表达:
Re = Rn + Sn
单一等值负载值 – {dy}部分(A区) :
Re1(section A), Re2(section A), Re3(section A) & Re4(section A)
Re1(section A) = | R1(section A) | + | S1(section A) | = 90.97 kgf
Re2(section A) = | R2(section A) | + | S2( section A) | = 90.97 kgf
Re3(section A) = | R3(section A) | + | S3(section A) | = 90.97 kgf
Re4(section A) = | R4(section A) | + | S4(section A) | = 90.97 kgf
单一等值负载值 –第二部分(B区) :
Re1(section B), Re2(section B), Re3(section B) & Re4(section B)
Re1(section B) = | R1(section B) | + | S1(section B) | = 86.56 kgf
Re2(section B) = | R2(section B) | + | S2(section B) | = 86.56 kgf
Re3(section B) = | R3(section B) | + | S3(section B) | = 86.56 kgf
Re4(section B) = | R4(section B) | + | S4(section B) | = 86.56 kgf
单一等值负载值 –第三部分(C区) :
Re1(section C), Re2(section C), Re3(section C) & Re4(section C)
Re1(section C) = | R1(section C) | + | S1(section C) | = 82.15 kgf
Re2(section C) = | R2(section C) | + | S2(section C) | = 82.15 kgf
Re3(section C) = | R3(section C) | + | S3(section C) | = 82.15 kgf
Re4(section C) = | R4(section C) | + | S4(section C) | = 82.15 kgf
2-6确认静安全系数
安全系数之定义:
静额定负载计算安全因数:
容许静力矩计算安全因数:
接触系数(fc)
将 LM滑块靠紧着使用时, 受力矩或安装面的精度之影响, 很难得到均匀的负荷分布. 因此, 复数的滑块靠紧使用时请将基本额定动负荷 (C), (C0) 乘以下面的接触系数.
依照计算范例:
所有等效负载中{zd0}之值，如上例范例:Re单一等效负载中{zd0}值为 90.97kgf
若线性滑轨系统采用: BGXH20FN
基本动额定负载 C = 1463 kgf
基本静额定负载 C0 = 3110 kgf
基本容许静力矩 Mx = 31.4 kgf-m
基本容许静力矩 My = 22.5 kgf-m
基本容许静力矩 Mz = 22.5 kgf-m
fc(正常使用)= 1
另外当静力矩计算时，假如计算结果低于静额定负载计算出的结果时。则取的安全因数值则取较小值。
例如一组结构:
当静额定负载计算安全因数为 5.6。
但容许静力矩计算安全因数为 2.3。
则此结构之安全因数取较小值为 2.3。
2-7静安全系数判断
以下为静安全系数的参考值 :
2-8计算平均负荷
主要负载之计算
我们必须先计算出主要负载变动量的值, 然后才可评估出此线性 滑轨系统的寿命.
步进式的负载
Pm = [(P1nxL1+P2nxL2….. +PnnxLn)/L] 1/n
Pm: Mean load ( kgf )
Pn : Varying load ( kgf )
L : Total length of travel ( mm )
Ln : Length of travel carrying Pn ( mm )
n = 3 when the rolling elements are balls.
线型的负载型式
Pm≒(Pmin+2xPmax)/3
Pmim : Minimum load ( kgf )
Pmax : Maximum load ( kgf )
2-9计算额定寿命
公式:
L :额定寿命 (km)
C : 基本额定动负荷(kgf)
P : 计算负荷(kgf):计算出之平均负载
fc : 接触系数: 请参照 1-3 g.
fh : 硬度系数: 请参照 1-3 a.
ft : 温度系数: 请参照 1-3 i
fw : 负荷系数: 请参照 1-3j
范例: BGXH20FN
基本动额定负载 C = 1463 kgf
假设硬度为 HRC58度。 fh = 1。
假设温度为常温。ft =1。
假设接触方式为正常接触。fc = 1。
假设速度为15Pm = 86.68 kgf
依上范例: BGXH25FN
基本动额定负载 C = 2052 kgf
假设硬度为 HRC55度。 fh =0.7。
假设温度为常温。ft =1。
假设接触方式为 2个滑座靠仅接触。fc =0.81。
假设速度为V= 60 m/s 。fw = 2。 Pm = 150 kgf
2-10计算寿命时间
推演寿命时间:
公式(A)计算小时
Ln:寿命时间。(h)
L:额定寿命(km)
Ls:行程长度。(mm)
N1:每分钟往返次数。(min-1)
公式(B)计算年
Ly:寿命时间。(year)
L:额定寿命(km)
Ls:行程长度。(mm)
N1:每分钟往返次数。(min-1)
M:每小时运作分钟数。(min/hr)
H:每日运作小时数。(hr/day)
D:每年运作工作日数。(day/year)
范例 1:有一工作母机使用线性滑轨，计算之额定寿命为 45000km，求使用寿命(hr)
已知:
Ls:行程长度 = 3000mm。(mm)
N1:每分钟往返次数 4次。(min-1)
范例 2:有一工作母机使用线性滑轨，计算之额定寿命为 70939km，求使用寿命(year)
已知:
Ls:行程长度:为 4000mm。(mm)
N1:每分钟往返次数为 5次。(min-1)
M:每小时运作 60分钟。(min/hr)
H:每日运作 24小时。(hr/day)
D:每年运作工作日数 360日。(day/year) 则使用寿命为:
2-11比较需求寿命
当计算出之使用寿命假如不符合开始定出的需求寿命的话，基本上可以将程序退回流程图中一开始的
1.确定使用条件。
或者
2.型式尺寸确认。
1.确定使用条件中则重新确认
A. 组合(跨距尺寸、滑块个数、滑轨根数)。
跨距尺寸是否需要增大?
滑块数目是否需要增多?
滑轨根数是否需要增加?
B. 安装姿势(水平、竖、倾斜、壁挂、吊下)。
是否需要修正现有的结构?
C. 作用负荷。
是否在负荷上可以有缩减的空间等。
