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電主軸要獲得好的性能和使用壽命，必須對電主軸各個部分進行精心設計和制造。電主軸的定子由具有高導磁率的矽鋼片迭壓而成，定子內腔帶有沖制嵌線槽。轉子由轉子鐵芯、鼠籠和轉軸三部分組成。主軸箱的尺寸精度和位置精度也將直接影響主軸的綜合精度。通常將軸承座孔直接設計在主軸箱上，為加裝電機定子，必須至少開放一端。

    主軸高速旋轉時，任何小的不平衡質量即可引起電主軸大的高頻振動。因此精密電主軸的動平衡精度要求達到G1~G0.4級。對于這種等級的動平衡，采用常規的方法即僅在裝配前對主軸上的每個零件分別進行動平衡是遠遠不夠的，還需在裝配后進行整體的動平衡，甚至還要設計專門的自動平衡系統來實現主軸的在線動平衡。另外，在設計電主軸時，必須嚴格遵守結構對稱原則，鍵聯接和螺紋聯接在電主軸上被禁止使用，而普遍采用過盈聯接，并以此來實現轉矩的傳遞。過盈聯接與螺紋聯接或鍵聯接相比有：不會在主軸上產生彎曲和扭轉應力，對主軸的旋轉精度沒有影響；主軸的動平衡易得到保證等優點。

    轉子與轉軸之間的過盈聯接分為兩類，一類是通過套筒實現的，此結構便于維修拆卸；另一類是沒有套筒，轉子直接過盈聯接在轉軸上，此類聯接轉子裝配后不可拆卸。由于內孔與轉軸配合面之間有很大的過盈量，所以轉子與轉軸可以采用轉軸冷縮和轉子熱脹法裝配。帶有套筒的聯接拆卸時，需向轉子套筒上預留的油孔中高壓注油，迫使轉子的過盈套筒漲開，即可順利拆卸下電機的轉子。電機定子通過一個冷卻套固定裝在電主軸的箱體中。