當滿載上坡時，行駛阻力便很大。而汽車發動機的特性是轉速變化范圍較小，而轉矩變化范圍更不能滿足實際路況需要。
(2)實現倒車行駛，用來滿足汽車倒退行駛的需要。實現倒車行駛汽車，發動機曲軸一般都是只能向一個方向轉動的，而汽車有時需要能倒退行駛，因此，往往利用變速箱中設置的倒檔來實現汽車倒車行駛。

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(3)中斷動力傳遞，在發動機起動，怠速運轉，汽車換檔或需要停車進行動力輸出時，中斷向驅動輪的動力傳遞。
(4)實現空檔，當離合器接合時，變速箱可以不輸出動力。例如，可以保證駕駛員在發動機不熄火時松開離合器踏板離開駕駛員座位。
構成
變速箱由變速傳動機構和變速操縱機構兩部分組成。變速傳動機構的主要作用是改變轉矩和轉速的數值和方向；操縱機構的主要作用是控制傳動機構，實現變速器傳動比的變換，即實現換檔，以達到變速變矩。
結構特點
簡單式變速器有效率高、構造簡單使用方便的優點，但檔數少，i變化范圍小(牽引力、速度范圍小)，只宜在檔數不多的某些車工采用。若增加i的范圍，則使變速器尺寸加大，軸跨度增加，為了既增加檔數又不使軸跨度過大，可采用組成式變速器。所謂組成式變速器，通常由兩個簡單式變速器組合而成，其中檔數較多的稱為主變速器，較少的稱為副變速器。
原理
機械式變速箱主要應用了齒輪傳動的降速原理。簡單的說，變速箱內有多組傳動比不同的齒輪副，而汽車行駛時的換檔行為，也就是通過操縱機構使變速箱內不同的齒輪副工作。如在低速時，讓傳動比大的齒輪副工作，而在高速時，讓傳動比小的齒輪副工作。
分類
1．按傳動比的變化方式劃分，變速器可分為有級式、無級式和綜合式三種。
變速器操作裝置及動力傳動
變速器操作裝置及動力傳動
(a)有級式變速器：有幾個可選擇的固定傳動比，采用齒輪傳動。又可分為：齒輪軸線固定的普通齒輪變速器和部分齒輪(行星齒輪)軸線旋轉的行星齒輪變速器兩種。
(b)無級式變速器：傳動比可在一定范圍內連續變化，常見的有液力式，機械式和電力式等。
(c)綜合式變速器：由有級式變速器和無級式變速器共同組成的，其傳動比可以在 值與 值之間幾個分段的范圍內作無級變化。
2．按操縱方式劃分，變速器可以分為強制操縱式，自動操縱式和半自動操縱式三種。
(a)強制操縱式變速器：靠駕駛員直接操縱變速桿換檔。
(b)自動操縱式變速器：傳動比的選擇和換檔是自動進行的。駕駛員只需操縱加速踏板，變速器就可以根據發動機的負荷信號和車速信號來控制執行元件，實現檔位的變換。
(c)半自動操縱式變速器：可分為兩類，一類是部分檔位自動換檔，部分檔位手動(強制) 換檔；另一類是預先用按鈕選定檔位，在踩下離合器踏板或松開加速踏板時，由執行機構自行換檔。
檢修
變速器齒輪的檢修
變速器齒輪經常處在不斷變化的轉速，負荷下進行工作，齒輪齒面又受到沖
齒輪變速器
齒輪變速器
擊載荷的沖擊，致使齒輪(特別是齒面)產生損傷.常見損傷有：
(1)齒輪磨損 變速器齒輪在正常工作條件下，齒面呈現出均勻的磨損，要求沿齒長方向磨損不應超過原齒長的百分之30;齒厚不應超過0.40;齒輪嚙合面積不低于齒面的3分之2;運轉齒輪嚙合間隙一般應為0.15-0.26mm,使用限度為0.80mm;接合齒輪嚙合間隙應為0.10-0.15mm,使用限度為0.60mm.可用百分表或軟金屬傾軋法測量.如果超過間隙，應成對更換.
(2)齒輪輪齒破碎 輪齒破碎，主要是由于齒輪嚙合間隙不符合要求，輪齒嚙合部位不當或工作中受到較大的沖擊載荷所致.若輪齒邊緣有不大于2mm的微小破碎，可用油石修磨后繼續使用；若超過這個范圍或有3處以上微小破碎，則應成對更換.