伺服馬達和減速機差在哪：角色、慣量與轉矩、精度與背隙、搭配與選型的 4 個比較面向

伺服馬達負責產生受控的運動（位置、速度、轉矩），減速機負責在馬達和負載之間降低轉速、放大轉矩，並讓折到馬達軸的負載慣量變小。 兩者不是二選一，來源談的是怎麼搭配，也有來源在討論要不要加減速機。差別在「產生運動，還是改變運動的轉速與轉矩」，要看的地方有四個：角色、慣量與轉矩、精度與背隙、搭配與選型。本文的伺服馬達指交流伺服馬達（含回授）；減速機指裝在馬達與負載之間的齒輪減速機；步進馬達、皮帶傳動與驅動器的選型不在範圍。分成 4 個比較面向：

• 面向 1｜角色： 一個產生運動，一個改變轉速與轉矩。
• 面向 2｜慣量與轉矩： 負載慣量怎麼折算，比值抓多少。
• 面向 3｜精度與背隙： 背隙、剛性與定位。
• 面向 4｜搭配與選型： 要不要加減速機，加了要看什麼。

本文從「已經決定用伺服馬達」開始講，各家資料與依據在文末的備註。本文是選型整理，不是設計計算，也不取代廠商的規格書；馬達大小與減速比，要依現場的運動曲線與廠商資料。想先看各自的選型，可以讀〈伺服馬達怎麼選〉與〈減速機怎麼選〉，本文補的是兩者的差別，不重講各自的階段。此為一般情況，仍需視個案而定。

面向 1｜角色：一個產生運動，一個改變轉速與轉矩

怎麼看：

• 先寫下：負載要多大的轉矩、多慢的速度、要停在哪裡。
• 要精準控制位置與速度，看伺服馬達與它的回授。
• 要降低轉速、放大轉矩，看減速機的減速比。
• 兩者在同一條傳動鏈上分工，不是互相取代。

公開資料怎麼說：

• 一篇機械設計雜誌的文章（2001 年 7 月，作者署名，任職於減速機製造商，作者所屬廠商說法，來源 1）寫到：伺服馬達提供精準的速度與轉矩控制；減速機降低轉速、放大轉矩，所以較小的馬達就能推動較大的負載，可降低成本、重量與空間；伺服用減速機也能降低負載慣量對馬達的影響。
• 一家運動控制製造商的文章（沒有日期，署名為產品經理，製造商說法，同時推廣自家產品，來源 2）寫到：伺服馬達提供精準的輸出軸定位，減速機把高轉速、低轉矩的輸入轉成低轉速、高轉矩的輸出；馬達在低速運轉時，會有轉速波動與渦電流拖曳的問題，用減速機讓馬達跑在較高轉速可以避開。
• 一個自動化協會網站的文章（2019 年 11 月，作者署名為特約編輯，來源 3）寫到：輸出轉矩等於輸入轉矩乘減速比，輸出轉速是輸入轉速除以減速比；伺服馬達在很低的轉速下表現不好、轉矩也不大，減速機讓馬達跑在較好的轉速範圍（備註表 1）。

面向 2｜慣量與轉矩：負載慣量怎麼折算，比值抓多少

怎麼看：

• 先寫下：負載的慣量、加減速的時間、要的響應。
• 加了減速機，折到馬達軸的負載慣量是除以減速比的平方，減速機自己的慣量也要算進去。
• 各來源對慣量比的說法不同：從 1 比 1 的目標、5 比 1 的小心線、10 比 1 的上限，到來源 5 說有些情況可到 100 比 1 以上，要以廠商規格與現場為準。
• 想用較小的馬達推較大的負載，看減速機。

公開資料怎麼說：

• 前述雜誌文章（來源 1）寫到：馬達與負載的慣量要大致接近；慣量比超過 10 比 1，伺服系統可能很難控制加減速；減速機把折到馬達的慣量改變減速比的平方，例子是負載 100、減速比 5 比 1、馬達慣量 1，比值變成 4 比 1。
• 前述製造商文章（來源 2）寫到：負載慣量遠大於馬達慣量時，系統可能過衝、整定時間變長；馬達慣量大於負載時，馬達比需要的大，成本較高；減速機把負載慣量縮小為減速比平方分之一，可讓馬達變小、系統更好調。
• 一家馬達製造商的應用指南（頁面內文標示 2014 年 9 月，頁面資料標示 2025 年再發布，無署名，製造商說法，來源 4）寫到：減速使折到馬達的慣量縮小為減速比的平方分之一，例子是 10 比 1 縮小一百倍；聯軸器、皮帶輪與齒輪自己的慣量會抵銷一部分好處；指南把 1 比 1 寫成高性能工作的目標。
• 一個運動控制資訊網站的文章（沒有日期，作者署名，網站說法，來源 5）寫到：慣量比是負載慣量除以馬達慣量；多數應用在約 5 比 1 或 10 比 1 就能運作，有些情況可到 100 比 1 以上，多數選型準則把 10 比 1 以下當經驗目標；馬達慣量太小時，負載可能反過來帶動馬達，造成過衝與共振。
• 一份產業雜誌的讀者問答（2005 年 3 月，三位廠商人員各自回答，來源 6）寫到：一位說慣量比超過 5 比 1 通常要小心；一位說高性能時，比值一般不要超過 10 比 1；一位說為了避開減速機而放大馬達，會讓動態變差，因為轉子慣量隨馬達直徑的四次方成長（備註表 2）。

面向 3｜精度與背隙：背隙、剛性與定位

怎麼看：

• 先寫下：要的定位精度、動作會不會頻繁正反轉換向。
• 背隙是齒與齒之間的間隙，來源 3 說它是失去運動量的主要來源。
• 買減速機時，背隙數字要問是值上限還是平均值、是計算值還是量測值、用多大的負載量。
• 精度要求高時，不是只看減速比。

公開資料怎麼說：

• 前述協會網站文章（來源 3）寫到：背隙是齒與齒之間為潤滑留的間隙；行星減速機的背隙表現好，高階機種可到弧分等級；背隙數字要問是計算值還是量測值。
• 前述雜誌文章（來源 1）寫到：換向快速時，若背隙大於馬達回授的精度，可能造成振動；剛性低會縮短齒輪與軸承壽命；要向廠商問背隙是值上限還是平均值、在什麼測試負載下量。
• 前述製造商文章（來源 2）寫到：背隙是在輸入鎖住時，施加額定輸出轉矩的百分之二來量，單位是弧分；諧波減速機因預壓，額定為零背隙，行星、蝸輪與擺線的高精度型號約 1 到 3 弧分。
• 前述應用指南（來源 4）寫到：齒輪運轉需要一點背隙，但要盡量低；背隙過大會造成定位誤差與不穩定；沒有給背隙數值。
• 前述讀者問答（來源 6）寫到：其中一位說減速機的缺點有磨耗、使用中精度下降、要保養，以及背隙；背隙在負載換向時影響壽命，並決定動作的解析度下限；品質好的伺服減速機一般可到約 3 弧分的解析度，特別處理可到 1 弧分（備註表 3）。

面向 4｜搭配與選型：要不要加減速機，加了要看什麼

怎麼看：

• 先寫下：負載的轉速與轉矩、運動週期、空間、重量與保養的條件。
• 要放大轉矩、降低轉速、縮小慣量比，來源把減速機列為選項。
• 空間、重量、成本與維修點越受限制，越要把減速機的代價一起算。
• 來源 6 的三位廠商人員，對「要加或不加」沒有一致的答案。

公開資料怎麼說：

• 前述讀者問答（來源 6）寫到：一位說減速機能把馬達轉速拉進標準工作範圍、省驅動電流，小功率時精密減速機常比馬達貴，大功率時划算；一位說減速馬達在非往復的軸、搬大質量、不要求速度時有好處；一位說不含減速機、直接用伺服馬達，通常成本略省（馬達常要放大一點）、長度少約百分之十五到二十、沒有磨耗與背隙，但馬達要跑在基準轉速的一小部分，變速範圍變窄、響應可能降低；另說專為低速高轉矩設計的直驅馬達比同等的減速馬達貴；負載有強烈換向時，通常偏向直接連接；三位都任職於運動控制廠商。
• 前述製造商文章（來源 2）寫到：減速機讓較小的馬達與驅動器可用，降低系統成本，運轉用電在高轉矩、低轉速的工作省較多；馬達與減速機分開買，可以各選各的。
• 前述協會網站文章（來源 3）寫到：減速機增加尺寸、重量、成本、複雜度與維護，有的可以被較小的馬達抵銷；不要只靠減速機撐住馬達，要用外側軸承承受徑向與軸向負載；馬達與減速機的機座號要配合。
• 前述應用指南（來源 4）寫到：減速機的轉矩容量要留百分之二十五到五十的餘裕（備註表 4）。

比較表：一眼看四個面向

來源：備註表 1 到表 4（來源 1 到 6）。這是各來源的說法，不是選型門檻。

怎麼選：什麼情況只用伺服馬達，什麼情況加上減速機

依公開資料，兩者的選法可以這樣看：

• 只用伺服馬達的情況： 要避開背隙與磨耗、希望少一個傳動件與保養點，或負載有強烈換向；來源說馬達要跑在基準轉速的一小部分時，速度範圍與響應會變窄（來源 6）。
• 加上減速機的情況： 要放大轉矩、降低轉速、縮小慣量比，或想用較小的馬達推較大的負載，尤其是高轉矩、低轉速的工作（來源 1、2、3、6）。
• 要看清楚的地方： 減速機自己的慣量與背隙；各來源的慣量比說法不同；轉矩容量要留餘裕；機座要配合，不要只靠減速機撐住馬達（來源 1、3、4、5、6）。
• 在交界附近： 來源沒有給「加」與「不加」的界線，也沒有給成本交叉的數字，只有各家各自的看法；請以現場的轉矩、速度、慣量比與預算為準（來源 2、3、6）。

這幾項是公開資料裡的說法，不是替您的現場下結論；實際要不要加減速機、減速比多少，還是要看您的運動曲線與廠商資料。

嘉鴻能幫的： 下面只取商品頁的商品名稱與頁面標題字樣，各款的功率、轉矩、轉速、編碼器、煞車、防護等級，以及減速機的減速比、反向間隙、扭矩與機座，請洽詢。

伺服馬達這一側：

• 高動態伺服馬達、小型伺服馬達、高慣量伺服馬達、EtherCAT 伺服馬達、交流伺服馬達：各款的功率、轉矩、轉速、編碼器、煞車與防護等級，請洽詢。

減速機這一側：

• 減速機：頁面名稱寫直線減速機；各型式的減速比、反向間隙、扭矩與機座，請洽詢。

常見問題

Q1：伺服馬達和減速機有什麼不同？

伺服馬達負責產生受控的運動，精準控制位置、速度與轉矩；減速機裝在馬達與負載之間，降低轉速、放大轉矩，並讓折到馬達軸的負載慣量變小。兩者在同一條傳動鏈上分工，不是互相取代。

Q2：伺服馬達的慣量比要多少？

各來源說法不同：有 1 比 1 的目標、5 比 1 的小心線、10 比 1 的上限，也有來源說有些情況可到 100 比 1 以上，要以廠商規格與現場為準。一篇機械設計雜誌文章寫，慣量比超過 10 比 1，伺服系統可能很難控制加減速；加了減速機，折到馬達軸的負載慣量是除以減速比的平方。

Q3：減速機的背隙是什麼？為什麼重要？

背隙是齒與齒之間為潤滑留的間隙，一篇協會網站文章說它是失去運動量的主要來源。換向快速時，背隙大於馬達回授的精度，可能造成振動；買減速機時要問背隙數字是值上限還是平均值、是計算值還是量測值、用多大的負載量。

Q4：伺服馬達一定要加減速機嗎？

不一定，來源的三位廠商人員也沒有一致的答案。加減速機可以放大轉矩、降低轉速、縮小慣量比，讓較小的馬達推較大的負載；不加則少一個零件與維修點，通常成本略省，但馬達常要放大。要把空間、重量、成本與保養一起算。

備註：來源與例外

以下給需要核對的人看，不看也不影響上面的做法。廠商規格書、現場的運動曲線與採購要求，和本文不同時，以它們為準。

各面向的出處

表 1｜角色

來源：1、2、3

表 2｜慣量與轉矩

來源：1、2、4、5、6

表 3｜精度與背隙

來源：1、2、3、4、6

表 4｜搭配與選型

來源：2、3、4、6

此為一般情況，仍需視個案而定。

例外與限制

• 看到什麼：1 篇機械設計雜誌的文章（2001 年 7 月 12 日，作者署名，任職於減速機製造商，作者所屬廠商說法）、1 篇運動控制製造商的文章（頁面沒有日期，作者署名為該公司的產品經理，製造商說法，同時推廣自家產品）、1 篇自動化協會網站的文章（2019 年 11 月 21 日，作者署名為特約編輯，內文引用廠商工程師的說法）、1 份馬達製造商的應用指南（頁面內文標示 2014 年 9 月 18 日，頁面資料標示 2025 年再發布與修改，沒有署名作者，製造商說法）、1 篇運動控制資訊網站的文章（頁面沒有日期，作者署名，網站說法）、1 份產業雜誌的讀者問答（2005 年 3 月 18 日，三位運動控制廠商人員各自回答）。6 份來源都是廠商、製造商或廠商人員寫的；沒有讀到標準本文，也沒有學術或中立機構的文件；來源 1、6 發表已久，產品與數字可能已更新。
• 沒看到什麼：沒有找到中立機構對伺服馬達與減速機的比較；來源 5 沒有談轉矩、轉速與背隙；來源 4 沒有給背隙數值；來源 2 沒有談熱與壽命；來源 3 沒有給背隙的標準測法；來源 6 沒有給哪一種做法比較好的一致答案，也沒有成本交叉的數字；沒有找到「加」與「不加」減速機的現場界線；步進馬達、皮帶傳動、直驅馬達與驅動器不在範圍。
• 文中數字：文中引用的數字有：慣量比 5 比 1、10 比 1、1 比 1（來源 1、4、5、6）；有些情況可到 100 比 1 以上（來源 5）；例子 100、5 比 1、1，比值變 4 比 1（來源 1）；10 比 1 縮小一百倍（來源 4）；背隙量測施加額定輸出轉矩的百分之二、高精度型號約 1 到 3 弧分（來源 2）；解析度約 3 弧分、特別處理可到 1 弧分（來源 6）；少約百分之十五到二十的長度（來源 6）；轉矩容量留百分之二十五到五十的餘裕（來源 4）；轉子慣量隨馬達直徑的四次方成長（來源 6）；各篇的日期。
• 來源之間說法不同：慣量比，來源 6 的一位說超過 5 比 1 通常要小心，來源 1、5 與來源 6 的另一位把 10 比 1 當上限或經驗目標，來源 5 另說有些情況可到 100 比 1 以上，來源 4 把 1 比 1 當高性能的目標，談的是不同性能要求，文中並列；背隙，來源 2 說高精度型號約 1 到 3 弧分、諧波為零；來源 6 講的是解析度（約 3 弧分，特別處理可到 1 弧分），兩者量的不是同一個東西，文中沒有合成一個數字；來源 2 說減速機降低成本，來源 6 的一位說小功率時精密減速機常比馬達貴，另一位說不含減速機通常成本略省（馬達常要放大一點），談的是不同功率範圍與配置，文中兩種說法並列。
• 單一來源：馬達低速時的轉速波動與渦電流拖曳（來源 2）；背隙的量測方式（來源 2）；轉矩容量留餘裕（來源 4）；放大馬達會讓動態變差、轉子慣量隨直徑的四次方成長（來源 6）；不含減速機的伺服通常成本略省、少約百分之十五到二十的長度，專為低速高轉矩設計的直驅馬達比同等的減速馬達貴（來源 6）；不要只靠減速機撐住馬達、要用外側軸承承受徑向與軸向負載、機座號要配合（來源 3）。
• 有立場的資料：來源 1 是作者所屬廠商的說法，來源 2、4 是製造商的說法，來源 2 同時推廣自家產品，來源 5 是網站的說法，來源 6 是三位廠商人員各自的看法；沒有一份是標準本文或中立機構的文件，說法只能當說明的例子。
• 來源的原文是外文：中文為本文翻譯，不是來源的原句，單位與比值照來源寫的。
• 本文的整理：各項說法都能在上面的來源找到對應。開頭的「兩者不是二選一」是依來源 1、2、3 把兩者寫成分工整理出來的說法，來源 6 另討論要不要加減速機，已在開頭一併寫明。「怎麼選」一節是把各來源的說法分成「只用伺服馬達」「加上減速機」「要看清楚的地方」「在交界附近」，是整理，不是來源的原句，並已寫明來源沒有給「加」與「不加」的界線。各面向「怎麼看」的要點（先寫下的項目）是做法，不是來源的說法。
• 範圍：本文的伺服馬達指交流伺服馬達（含回授），減速機指裝在馬達與負載之間的齒輪減速機；步進馬達、皮帶傳動與驅動器的選型不在範圍，直驅馬達只在引用來源 6 的說法時帶到，沒有另行展開；不談各家型號對照、價格與交期；本文是選型整理，不是設計計算，也不取代廠商的規格書；沒有讀標準本文。
• 設備與商品：「嘉鴻能幫的」只取商品頁的商品名稱與頁面標題字樣，沒有引用商品頁的型號、功率、轉矩、轉速、編碼器、煞車、防護等級、減速比、反向間隙、扭矩與機座；各款的規格請洽詢，以業務確認的資料為準。

本文為一般情況的整理，不是設計計算，也不是對某一家馬達、減速機廠商、品牌、供應商或服務商的背書，更不構成對您現場傳動系統的評估或保證。請以廠商規格書、現場的運動曲線與採購要求，以及您自己的評估為準；此為一般情況，仍需視個案而定。