本文以国家科技重大专项“高档数控机床滚动功能部件共性技术研发(2012ZX04002021)”为背景,基于滚动直线导轨可靠性试验台和寿命试验台,对滚动直线导轨的可靠性和寿命特征进行了理论和试验的研究。针对国内滚动直线导轨副产品在可靠性方面相对落后的现状,对导轨可靠性的分析和评价方法进行了研究。统计分析了数控机床主机与导轨副MTBF的对应关系,根据机床MTBF指标得到对应导轨副MTBF的可靠性评价指标；在此基础上设计了可靠性鉴定试验方法和加速寿命的试验方法；提出一种无故障条件下的导轨可靠性评价方法；另外提出一种基于威布尔分布模型和小子样试验数据的可靠性试验数据样本增广和数据分析方法。对现有导轨可靠性试验台和导轨寿命试验台的机械结构和测控系统进行了优化设计,包括对寿命试验台加载机构的重新设计和可靠性和寿命试验台测控系统的设计优化；设计了导轨可靠性鉴定试验和加速寿命试验的具体实施方案,包括载荷速度的计算和确定以及试验的实施与记录。分别对国内外四个厂家共计8根导轨副产品开展了可靠性鉴定试验,对试验结果进行了无故障品质判断,对比了国内外产品在无故障条件下可靠性的差异；选取一家导轨产品开展了加速寿命试验,得到该导轨试验故障数据和失效样本,通过样本故障数据虚拟增广得到多组故障数据,通过增广数据对两参数威布尔分布进行参数估计,得到该款导轨产品的威布尔分布函数和概率密度函数,从而得到不同可靠度下的导轨特征寿命MTBF值。总结归纳了一套针对滚动直线导轨的系统的可靠性试验方法；基于可靠性试验结果,对导轨的故障和失效模式进行了分析,有针对性的提出了导轨可靠性的提高措施；对现有寿命和额定动载荷的计算公式存在的不足进行了分析,提出了一种基于试验的动载荷公式参数的修正方法。