数控机床的主传动要求有较大的调速范围，以保证加工时能选用合理的切削用量，从而获得最佳的生产率、加工精度和表面质量。数控机床的变速是按照控制指令自动进行的，因此主传动机构必须适应自动操作的要求。

常见的主轴传动机构有以下三种：

这种传动方式在大、中型数控机床中较为常见。它通过几对齿轮的齿合，在完成传动的同时实现主轴的分挡有级变速或分段无级变速，确保在低速时能满足主轴输出扭矩特性的要求。滑移齿轮的移位大都采用液压拨叉或直接由液压缸带动齿轮来实现。

虽然这种传动方式很有效，但它增加了数控机床液压系统的复杂性，而且必须先将数控装置送来的电信号转换成电磁阀的机械动作，然后再将压力油分配到相应的液压缸，因此增加了变速的中间环节。此外，这种传动机构传动引起的振动和噪声也较大。

同步带传动，主要应用在小型数控机床上，可以避免齿轮传动时引起的振动和噪声，但它只能适用于低扭矩特性要求的主轴。

同步带传动是一种综合了带、链传动优点的新型传动，带的工作面及带轮外圆均制成齿型，通过带轮与轮齿相嵌合作无滑动齿合传动。同步带内部采用了承载后无弹性伸长的材料强力层，以保持带的节距不变，使主、从带轮可以作无相对滑的同步传动。与一般带传动及齿轮传动相比，同步带传动具有如下优点。

（1）无滑动，传动比准确。

（2）传动效率高，可达98%以上。

（3）使用范围广，速度可达50m/s，传动比可达10左右，传递功率由几瓦到数千瓦。

（4）传动平稳，噪声小。

（5）维修保养方便，不需要润滑。

同步带传动的不足之处是安装时中心距要求严格，带与带轮的制造工艺较复杂，成本高。

电机驱动传动中的电机又叫电主轴，其电机定子固定，转子和主轴采用一体化设计。这种方式大大简化了主轴箱体和主轴的结构，有效地提高了主轴部件的刚度，但输出扭矩小，电机的发热对主轴的精度影响较大。

其优点是主轴部件结构紧凑、惯性小、质量小，可提高启动、停止的响应特性，有利于控制振动和噪声；缺点是电机运转产生的热量使主轴产生热变形，因此温度控制和冷却时使用内装电机主轴的关键问题。日本研制的立式加工中心主轴组件，其内装电机主轴的最高转速可达50000r/min。