轉筒式球磨機由小齒輪和齒圈的嚙合而轉動，而齒圈用螺栓固定在設備的一端。功率為180KW以下的小型球磨機中小齒輪軸由電動機通過三角皮帶驅動。在大型球磨機中，小齒輪軸直接和一臺同步慢速電動機的輸出軸連接，或和電動機驅動的螺旋或雙螺旋齒輪減速器連接，某些球磨機已經開始使用可控硅和直流電動機來進行變速控制。由齒輪驅動的大型磨機裝置2-4個軸齒輪，且需要安裝復雜的承載分配系統。
大型球磨機由中心耳軸驅動，其優點是無需使用昂貴的環形齒輪，此設備可由1-2個電動機驅動，包括2-3個變速齒輪。磨機越大，滾筒和端蓋以及耳軸與端蓋之間的壓力越大，上世紀70年代前期，超長的干式水泥球磨機中應用的齒輪和軸齒輪以及大型減速裝置所帶來的維修難題驅使操作者尋求可替代的傳動設計。結果，使用了大量的無齒輪傳動水泥磨機，并且在歐洲水泥工業中此種技術得到較為廣泛的應用。
無齒輪磨驅動設計的特點是電動機轉子部分栓接在球磨機筒體上，靜止的定子安裝在轉子的周圍，電子設備的輸入電流可由50或60赫茲降到1赫茲。球磨機筒體實際上成為低速同步電動機的轉動部分。通過改變電動機的電流頻率改變磨機轉速，當礦石磨礦性質變化時，可調整球磨機的處理量。
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