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对机床主轴变速范围与电机调速范围的关系及在机床上使用分级变速箱扩大机床恒功率范围进行了研究。以某用户设计的TK6513卧式坐标镗床为例,针对用户在同一台机床上同时有主轴较大的扭矩和较高的转速的要求,在主轴传动系统中采用分段无级变速主传动系统进行了具体设计论证并对设计的具体步骤、设计及计算方法进行探讨。完成以上设计后对后续的主轴功率图和主轴扭矩图的意义进行介绍。并对设计中在现有的设计资料中发现的问题进行了分析,提出一种解决的方案。