由于不平衡质量是以主轴的转速二次方影响主轴动态性能的，所以主轴的转速越高，主轴不平衡量引起的动态问题越严重。主轴亦称“光轴”，是“主光轴”的简称：在光具组中具有对称性的直径。对于电主轴来说，由于电动机转子直接过盈固定在主轴上，增加了主轴的转动质量，使主轴的极限频率下降，因此超高速电主轴的动平衡精度应严格要求，一般应达到G1 ～ G0. 4 级( G = eω，e 为质量中心与回转中心之间的位移，即偏心量; ω 为角速度) 。对于这种等级的动平衡要求，采用常规的方法仅在装配前对主轴的每个零件分别进行动平衡是不够的，还需在装配后进行整体平衡，以确保主轴高速平稳运行。

为了提高轴承外环的散热效果，在主轴设计中可采用主轴套筒螺旋槽冷却剂热交换系统，对主轴套筒进行强制冷却，从而带走主轴轴承外环异常产生的热量。采用滚花、冲孔、挂锡等当轴承的轴颈部位有轻微的磨损，或者加工时超差不大，失去配合紧度时，可以在轴颐配合部位处，采用以下方法做为临时应急处理。主轴套筒螺旋槽冷却剂热交换系统采用连续、大流量、冷却液对主轴套筒进行循环冷却，冷却液从主轴套筒上的入油口输入，通过主轴轴承外环主轴套筒上的螺旋槽，与主轴套筒进行充分的热交换，将主轴轴承外环产生的绝大部分热量转移到冷却液中，从主轴套筒上的出油口输出，然后流经热交换器，进行再一次热交换，将冷却液温度降到接近室温后，流回冷却箱，再经过压力泵增压输到入油口，从而实现循环冷却。

在数控机床中常使用无滑环摩擦片式电磁离合器和牙嵌式电磁离合器。然而，高速运转时，轴承发热量很大，导致轴承温升很高，并引起热变形。其中齿轮减速以增大输出扭矩，并利用齿轮换挡来扩大调速范围。对于三联或三联以上的齿轮换挡则必需使用差动液压缸。(五轴联动)数控系统通过两类主轴速度指令信号来进行控制，即用模拟加工中心量或数字量信号（程序中的S代码）来控制主轴电念头的驱动调速电路，同时采用开关量信号（程序上用M41～M44代码）来控制机械齿轮变速自动换挡的执行机构。