高速数控机床主传动系统的机械结构已得到极大的简化，基本上取消了带轮传动和齿轮传动。机床主轴由内装式电动机直接驱动，从而把机床主传动链的长度缩短为零，江苏大型磨床加工，实现了机床的“零传动”。这种主轴电动机与机床主轴“合二为一”的传动结构形式，使主轴部件从机床的传动系统和整体结构中相对独立出来，可做成“主轴单元”，俗称“电主轴”。由于当前电主轴主要采用的是交流高频电动机，故也称为“高频主轴”。由于没有中间传动环节，有时又称它为“直接传动主轴”。电主轴的高转速高达60000～180000r/min，旋转部分的任何微小不平衡量都可能引起巨大的离心力，大型磨床加工品牌，造成机床的振动，从而影响零件的加工质量。
在数控机床中常使用无滑环摩擦片式电磁离合器和牙嵌式电磁离合器。其中齿轮减速以增大输出扭矩，并利用齿轮换挡来扩大调速范围。对于三联或三联以上的齿轮换挡则必需使用差动液压缸。(五轴联动)数控系统通过两类主轴速度指令信号来进行控制，即用模拟加工中心量或数字量信号（程序中的S代码）来控制主轴电念头的驱动调速电路，采用开关量信号（程序上用M41～M44代码）来控制机械齿轮变速自动换挡的执行机构。
高速电主轴的特点:它具有高转速、高精密、噪声低、低温升、体积小、安装方便等特点，是现代数控机床主要的关键部件。它与早年应用于内圆磨床的内装式电机主轴的区别是采用了变频调速技术，大型磨床加工供应商，主轴有较大的驱动功率和转矩，并有一系列主轴振动、轴承温升等参数的传感器及其检测控制系统。电主轴及驱动系统是一种技术含量很高的机电一体化产品，涉及机械、电机、驱动与控制、支承、润滑、材料热处理及振动等诸多领域，是一套相对独立、完整的智能型功能部件。高速运转的电主轴的主轴形式是将主轴电机的定子、转子直接装入主轴组件的内部，即把高速电机置于精密主轴内部，电主轴的电机转子就是主轴，主轴的壳体就是电机的机座，大型磨床加工价格，实现了变频调速电机和主轴一体，电机直接驱动主轴，形成电主轴。电主轴取消了电机到主轴传动链中的齿轮、皮带等一切中间环节，动力源对主轴的直接传动，传动链长度为零，实现了机床主轴系统的“零传动”。高速主轴单元主要有高速电主轴，气动主轴和水动主轴。其中高速电主轴常见，高速电主轴单元是高速加工机场中关键的部件之一。目前大多数电主轴结构都是把加工主轴与电机转轴做成一体，以实现零传动。电机外壳带有冷却系统，高速电主轴主要有带冷却系统的壳体，定子、转子、轴承等部分组成，工作时通过改变电流的频率来实现增减速度。
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