在帶有齒輪變速的分段無級變速系統(tǒng)中，主軸的正、反啟動與停止、制動是由電動機實現的，主軸變速則由電動機轉速的無級變速與齒輪有級變速相配合來實現。通常采用液壓撥叉和電磁離合器兩種變速方式。

1. 液壓撥叉變速機構   液壓變速機構的原理和形式�；�移齒輪的撥叉與變速液壓缸的活塞桿連接，通過改變不同通油方式可以使三聯齒輪獲得三個不同的變速位置。當液壓缸1通壓力油，液壓缸5卸壓時，活塞桿帶動撥叉3向左移動到極限位置，同時撥叉帶動三聯齒輪移到左端嚙合位置，行程開關發(fā)出信號。當液壓缸5通壓力油而液壓缸1卸壓時，活塞桿2和套筒4一起向右移動，套筒4碰到液壓缸5的端部之后，活塞桿2繼續(xù)右移到極限位置，此時三聯齒輪被撥叉3移到右端嚙合位置，行程開關發(fā)出信號。當壓力油同時進入左右兩液壓缸時，由于活塞桿2兩端直徑不同使活塞桿向左移動，活塞桿靠上套筒4的右端時，此時活塞桿左端受力大于右端，活塞桿不再移動，撥叉和三聯齒輪被限制在中間位置，行程開關發(fā)出信號。

液壓撥叉變速是一種有效的方法，但它需要配置液壓系統(tǒng)。

2. 電磁離合器變速   它是通過安裝在傳動軸上的離合器的吸合和分離的不同組合來改變齒輪的傳動路線，實現主軸的變速。變速機構簡化，便于實現自動操作，并有現成的系統(tǒng)產品可供選用。

對于小型數控機床，或主傳動系統(tǒng)要求振動小、噪聲低的數控機床，主傳動通常采用帶傳動(圖8-2b)，如J1PrimusCNC數控車床和XH754型加工中心主軸。傳動帶有平帶、Ｖ帶和齒帶，以及多楔帶等。

內置電動機主軸變速

將調速電動機與主軸合成一體（電動機轉子軸即為機床主軸），這是近年來新出現的一種結構，這種變速方式大大簡化了主軸箱體與主軸的結構，有效地提高了主軸部件的剛度，但主軸輸出轉矩小，電動機發(fā)熱對主軸精度影響較大。