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数控机床一般采用直流或交流主轴伺服电动机实现主轴无级变速。交流主轴电动机及交流变频驱动装置(笼型感应交流电动机配置矢量变换变频调速系统)，由于没有电刷，不产生火花，所以使用寿命长，且性能已达到直流驱动系统的水平，甚至在噪声方面还有所降低。因此，目前应用较为广泛。主轴传递的功率或转矩与转速之间的关系。当机床处在连续运转状态下，主轴的转速在437~3500r/min范围内，主轴传递电动机的全部功率11kW，为主轴的恒功率区域Ⅱ(实线)。在这个区域内，主轴的大输出扭矩(245N.m)随着主轴转速的增高而变小。主轴转速在35~437r/min范围内，主轴的输出转矩不变，称为主轴的恒转矩区域Ⅰ(实线)。在这个区域内，主轴所能传递的功率随着主轴转速的降低而减小。图中虚线所示为电动机超载(允许超载30min)时，恒功率区域和恒转矩区域。电动机的超载功率为15kW，超载的大输出转矩为334N.m。数控机床在实际生产中，并不需要在整个变速范围内均为恒功率。一般要求在中、高速段为恒功率传动，在低速段为恒转矩传动。为了确保数控机床主轴低速时有较大的转矩和主轴的变速范围尽可能大，有的数控机床在交流或直流电动机无级变速的基础上配以齿轮变速，使之成为分段无级变速。
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因而机械结构也大大简化了，数字控制还要求机械系统有较高的传动刚度和无传动间隙。以确保控制指令的执行和控制品质的实现。同时，由于计算机水平和控制能力的不断提高。同一台机床上允许更多功能部件同时执行所需要的各种辅助功能已成为可能，因而数控机床的机械结构比传统机床具有更高的集成化功能要求，从制造技术发展的要求看。随着新材料和新工艺的出现。以及市场竞争对低成本的要求。金属切削加工正朝着切削速度和精度越来越高、生产效率越来越高和系统越来越可靠的方向发展，这就要求在传统机床基础上发展起来的数控机床精度更高，驱动功率更大，机械机构动静、热态刚度更好。

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