数控机床主轴设计的主轴性能是在很宽范围内转速连续可调恒功率范围宽。

当要求机床主轴设计有螺纹加工功能、准停功能和恒线速加工等功能时则需要对主轴进行进给控制和位置控制。此时主轴驱动系统也可称为主轴伺服系统，主轴电动机装配有编码器或者在主轴上安装外置式的编码器作为主轴位置检测。

主轴驱动变速目前主要有两种形式：

一是主轴电动机带齿轮换挡目的在于降低主轴转速，增大传動比以适应切削的需要；

二是主轴电动机通过同步齿形带或v带驱动主轴，该类主轴电动机又称宽域电动机或强切削电动机具有恒功率寬的特点。由于无需机械变速主轴箱内省却了齿轮和离合器，主轴箱实际上成为主轴支架简化了主传动系统，从而提高了传动链的可靠性

由于交流驱动系统保持了直流驱动系统的优越性，而且交流电动机无须维护便于制造，不受恶劣环境影响所以目前直流驱动系統已被交流驱动系统所取代。初期是采用模拟式交流伺服系统而现在伺服系统的主流是数字式交流伺服系统。交流伺服驱动系统走向数芓化驱动系统中的电流环、速度环的反馈控制已全部数字化，系统的控制模型和动态补偿均由高速微处理器实时处理增强了系统自诊斷能力，提高了系统的快速性和精度

1、带有变速齿轮的主传动

大、中型数控机床主轴设计采用这种变速方式。通过少数几对齿轮降速擴大输出转矩，以满足主轴低速时对输出转矩特性的要求

2、通过带传动的主传动

主要应用于转速较高、变速范围不大的机床主轴设计电動机本身的调速就能满足要求，可以避免齿轮传动引起的振动与噪音

3、用两个电机分别驱动主轴

上述两种方式的混合传动高速时带轮直接驱动主轴，低速时另一个电机通过齿轮减速后驱动主轴

4、内装电动机主轴传动结构

大大简化主轴箱体与主轴的结构有效提高主轴部件嘚刚度，但主轴输出转矩小电动机发热对主轴影响较大. 

电气上模拟主轴由CNC给出0---+10V的模拟电压，去控制变频器无极调速

伺服主轴由CNC发出转速指令去控制主轴驱动器，实现速度或位置控制

不是无级调速的主轴，由CNC发出M代码控制主轴电机和离合器或齿轮变档。