齒輪箱為電機驅動系統提供扭矩倍增，減速和慣性匹配。伺服系統特別要求變速箱不僅能提供低轉矩，低慣性，而且還能提供高精度和剛度。一種類型的齒輪箱符合所有這些標準，同時提供相對較長的使用壽命和低維護要求：行星齒輪箱。
行星齒輪箱由多個行星齒輪組成，這些行星齒輪圍繞中央太陽齒輪旋轉，同時與內齒輪齧合並在自身軸線上旋轉。行星齒輪的連續接合意味著負載由多個齒共享，允許行星齒輪設計傳遞高扭矩負載。
齒之間的這種負載共享還使得行星齒輪箱具有高的扭轉剛度，使得它們適用於涉及頻繁起停運動或旋轉方向改變的過程，這是伺服應用的共同特徵。大多數伺服應用還需要非常精確的定位，而行星齒輪箱的設計和製造具有較低的間隙，在某些情況下可能只有1-2弧分。
行星齒輪箱可以使用齒輪或齒輪。雖然正齒輪比螺旋齒輪具有更高的扭矩額定值，但是螺旋設計具有更平穩的操作，更少的噪音和更高的剛度，使得螺旋行星齒輪箱成為伺服應用的首選齒輪箱。
當變速箱加入傳動系統時，從電機傳遞給被驅動部件的轉速降低了傳動比的大小，可以使系統更好地利用伺服電機的轉速 - 轉矩特性。行星齒輪箱能夠接受非常高的輸入速度，併為標準設計提供高達10：1的速度減速，高速設計提供100：1或更高的齒輪比（因此減速）。
行星齒輪箱可以用潤滑脂或潤滑油進行，但伺服用的行星齒輪箱（有時也稱為"伺服額定"或"伺服"齒輪箱）通常用潤滑脂進行潤滑。在任何一種情況下（潤滑脂或油潤滑），製造商都會在變速箱的使用壽命中對行星齒輪箱進行潤滑，從而消除了最終用戶的維護。
在伺服系統中使用變速箱的最重要的好處可以認為是它對負載慣性的影響。反映到電機上的負載慣性減小了傳動比的平方。所以即使是較小的齒輪減速也會對慣性比有顯著的影響。
Where:
JL = inertia of load reflected to motor
J L =電機反映的負載慣量
JM = inertia of motor
J M =電機的慣性
Where:
JD = inertia of drive (screw, belt & pulley, or actuator)
J D =驅動器的慣性（螺釘，皮帶和皮帶輪或執行器）
JE = inertia of external (moved) mass
J E =外部（移動）質量的慣性
JC = inertia of coupling
J C =聯軸器的慣性
JG = inertia of gearbox
J G =變速箱慣性
i = gear ratio
i =傳動比
雖然的"完美" 在許多情況下是不切實際的，但大多數伺服系統設計的目標是保持慣性比儘可能低以實現高系統。通過在系統中添加變速箱來降低負載慣性意味著可以使用較小的電動機（具有較低的慣性），同時仍保持電動機和負載之間的期望比率。而行星齒輪箱由於其緊湊的設計，本身的慣性很小，對於電機必須平衡的負載慣量只增加了一小部分。
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