В ступенчатых коробках передач преобразование крутящего момента и частоты вращения осуществляется, как правило, с помощью зубчатых кож.

При фиксированных значениях частоты вращения и крутящего момента двигателя значения этих параметров на ведущих колесах изменяются за счет изменения передаточного числа коробки передач. При включении передачи с большим передаточным числом. крутящий момент на ведущих колесах увеличивается, соответственно уменьшается частота их вращения. При включении передачи с меньшим передаточным числом указанные параметры изменяются соответственно в обратном направлении.

Требования к конструкции ступенчатой коробки передач разделяются на специальные и общетехнические. К специальным требованиям относятся: обеспечение заданных числа передач и передаточных чисел и, тем самым, предусмотренных расчетом тяговых и скоростных свойств и топливной экономичности автомобиля за счет надлежащего выбора схемы коробки передач и комплекта ее зубчатых колес; удобство переключения передач (малые усилия и ходы рычага), достаточно быстрое и бесшумное; надежная фиксация включенной передачи против самовыключения; обеспечение фиксированного положения нейтрала механизма переключения передач для разобщения двигателя от трансмиссии, а также включение в него устройств, предотвращающих одновременное включение двух передач и случайное включение передачи заднего хода; приспособленность коробки передач грузового автомобиля к установке механизма отбора мощности.

Классификация ступенчатых коробок передач производится по следующим признакам: конструктивному виду, числу ступеней (передач прямого хода); взаимному расположению входного и выходного валов; числу элементов управления, которые должны быть включены для получения определенной передачи (числу степеней свободы); количеству потоков, по которым передается мощность.

Различают два основных конструктивных вида ступенчатых коробок передач: с неподвижными осями валов (вальные) и планетарные. Бальные коробки передач широко применяются как в механических трансмиссиях, так и в гидромеханических. Планетарные применяются главным образом в гидромеханических трансмиссиях и поэтому рассматриваются отдельно.

На автомобилях с механической трансмиссией применяются коробки передач с числом ступеней 3...16 (редко более 16); 3...5 ступеней имеют коробки передач легковых автомобилей, 4...7 ступеней — грузовых. Коробки передач с числом ступеней 8 и более применяются на тягачах автопоездов.

По взаимному расположению входного и выходного валов различаются коробки передач с соосным расположением указанных валов и с несоосным.

Число элементов управления, включаемых на одной передаче, на единицу меньше числа степеней свободы коробки передач. При числе ступеней не более семи коробки передач механических трансмиссий выполняются обычно с двумя степенями свободы.

В этих коробках для получения определенной передачи включается осевым перемещением одна зубчатая муфта или передвижное зубчатое колесо. Коробки передач с числом ступеней 8 и более условно называются многоступенчатыми. При числе ступеней 8... 15 они выполняются с тремя степенями свободы — для получения определенной передачи включаются два элемента управления.

При числе ступеней 16 и более многоступенчатые коробки передач имеют обычно четыре степени свободы. Увеличение числа степеней свободы позволяет за счет некоторого усложнения управления уменьшить необходимое количество зубчатых колес Б коробках передач с большим числом ступеней.

Большинство коробок передач выполняется однопоточными, так что через каждое зубчатое зацепление включенной передачи проходит вся передаваемая мощность. Коробки передач, у которых мощность передается двумя или тремя параллельными механическими потоками, применяются редко, так как увеличение количества потоков приводит к усложнению конструкции. Это усложнение, однако, позволяет уменьшить нагрузки на зубчатые колеса, валы и подшипники и несколько сократить размеры указанных элементов.

Основные кинематические параметры коробки передач: диапазон передаточных чисел (переднего хода)к; число ступеней; передаточное число высшей передачи.

Диапазоном передаточных чисел называют отношение передаточных чисел крайних передач — низшей и высшей.

Дополнительным параметром ступенчатой коробки передач является показатель средней плотности ряда передаточных чисел. В случае если принятая закономерность построения ряда передаточных чисел соответствует геометрической прогрессии, показателем плотности ряда является ее знаменатель. У 5-ступенчатых коробок передач грузовых автомобилей, к примеру, показатель средней плотности ряда находится обычно в пределах 1,6... 1,7. Многоступенчатые коробки передач выполняются с уплотненным рядом передаточных чисел, имеющим 1,25... 1,40.