齿轮箱通常用于运动控制应用，以改变输出速度和扭矩从电机驱动组件。通过使用齿数较少的小齿轮(通常称为小齿轮)来驱动齿数较多的大齿轮，传递给负载的扭矩增加，同时负载的转速降低。
在变速箱使用刺激，螺旋,或斜齿轮，齿轮比-扭矩倍增和减速的量-是简单的比率的齿数在从动(较大)齿轮上的齿数驱动(较小，或小齿轮)齿轮。
理论上,任何齿轮传动比可以通过调整驱动轴和从动齿轮的齿数,但在实际操作中,较高的齿轮比率介绍设计挑战,比如需要一个非常小的齿轮传动装置,齿轮齿高压力和有限的扭矩传输功能。幸运的是，对于机械设计师来说，这些挑战可以很容易地解决与多级变速箱。
的计算单级行星齿轮箱的传动比取决于哪些齿轮是驱动的、固定的和输出部件。在大多数用于运动控制的行星齿轮箱中，太阳是从动齿轮，环齿轮是静止的，载体驱动输出轴。对于这种配置，齿轮传动比(ip)等于1加上环形齿轮齿的比率(Zr)到太阳齿轮齿(Z年代),或者我p= 1 + zr/ Z年代．
多级齿轮箱简单地将两对或多对齿轮组合在一起，一级齿轮的输出与下一级齿轮的输入相连接。得到的齿轮传动比是每一级齿轮传动比的乘积。举个例子,一个两级齿轮箱组成的一个阶段5:1齿轮传动比和第二阶段3:1齿轮比率提供了一个输出的比例15:1 (5 x 3),所以力传递给负载提供的转矩电动机高15倍——不包括输电损耗而输送到负载的速度是电机速度的1/15。
不同于由平行齿轮组成的多级齿轮箱，多级行星齿轮箱，如Neugart的这段视频所示，由同心连接的级组成，当需要非常高的减速比时，它们的占地面积比平行设计更紧凑。
多级齿轮箱可以——而且经常——在每个阶段由不同类型的传动装置组成。例如，直角行星齿轮箱可以构造一个行星级和螺旋伞形级。正如上面的例子所示，每个阶段的减速量可能是不同的，但多级变速箱通常在输入端设计一个较高的传动比，在输出端设计一个较低的传动比。
多级变速箱的总效率(或一个合适的估计)可以通过将每个级的效率相乘得到。需要注意的是，每个阶段在输入和输出之间的旋转方向都是相反的——行星阶段除外，它的旋转方向是在输入和输出之间保持的。
对于大多数单级变速箱，输入轴和输出轴的旋转方向是相反的，而对于两级变速箱，第二级额外的方向改变使输出轴旋转与输入轴相同，如下图所示。
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虽然效率在一定程度上降低，多级齿轮箱提供更高的齿轮比可以实现的大多数单级齿轮设计。它们是在一个紧凑的封装中完成的，可以进行优化，以实现扭矩传递能力、低惯性和高效率的最佳组合。
蜗杆传动装置在单一阶段提供非常高的比率——在某些情况下高达60:1或更高——没有多齿轮传动的复杂性，尽管它们的效率往往低于多阶段设计。
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