拖拉机上变速箱的功用是变速变扭、减速增扭，实现空挡和倒挡，输出标准转速和转矩。对变速箱的要求是：有足够的排挡数；壳体有足够的刚度和强度；换挡方便可靠，保证不同时挂上两个挡，工作时不自动脱挡或跳挡；结构简单，便于维修。
拖拉机变速箱的结构类型有多种，按传动比变化情况可分为有级式和无级式两种。有级式是指其输入轴和输出轴之间具有若干条传动比数值不等的动力传动路线。它又有简单式和组合式之分，前者多为定轴轮系统的齿轮变速箱；后者实质上是两个简单式变速箱的串联组合，即由定轴轮系统的主变速箱和周转轮系统（也有采用定轴轮系）的副变速箱组成，它可使排挡数成倍增加。有级式齿轮变速箱，按主要排挡是否设中间轴，分为两轴式和三轴式。后者可在保证结构紧凑前提下增大传动比，但齿轮数多，传动效率稍低。无级式变速箱可在一定范围获得一定的传动比，故能充分利用发动机的功率，提高车辆的适应性，但制造成本较高。口前应用较多的是用液力变扭器作为无级变速元件的变速箱。齿轮式有级变速箱，均由变速齿轮箱和操纵机构两部分组成。为了便于操纵，有的拖拉机采用负载换挡机构（不中断功率换挡）变速箱，而汽车则采用具有同步器（换挡时齿轮不挂齿）的变速箱。下面介绍几种典型的变速箱的结构特点与工作原理。
1东方红-802型拖拉机变速箱
东方红-802型拖拉机变速箱有5个前进挡,1个倒退挡。属于两轴式简单变速箱。
第一轴：是输入动力的花键轴，该轴上套有两副双联滑动齿轮；前部设有固定齿轮，它与倒挡轴上的固定齿轮常啮合。
第二轴：是输出动力的轴，该轴上固定有4个齿轮，它们可分别与第一轴上相应的齿轮啮合而获得相应的挡位。轴的后端制有中央传动主动圆锥齿轮。为承受轴向力，该轴前端由两个圆锥轴承支承。轴承通过轴承座和轴承盖一起用螺栓紧固在箱体上。轴承盖下和轴承座的台肩上均设有调整垫片（开口式），分别用来调整第二轴的轴向间隙和圆锥齿轮的轴向位置。倒挡轴布置在箱体的右上方，两端由球轴承支承。其固定齿轮为常啮合，另一个为滑动齿轮。V挡中间轴布置在倒挡轴的右下方，轴的前端固定有齿轮，V挡滑动齿轮则空套在轴上，与V挡固定宽齿轮常啮合，前移时可通过其前端内齿与接合器啮合。
东方红-802型拖拉机变速箱实质上就是两个简单变速箱的串联组合。可用较少的齿轮获得较多的挡数。变速箱中各齿轮都以激溅方式进行润滑。
2东方红-754/804/904型拖拉机变速箱
东方红-754/804/904型拖拉机变速箱由主变速箱和副变速箱组成，共有12个前进挡和4个倒退挡。变速箱由壳体（传动箱体）、主动轴、从动轴、驱动轴（副变速箱主动轴）、小锥齿轮轴、倒挡轴以及各支承轴承、各挡齿轮和换挡机构等组成。主变速箱设置有4挡，即I、II、III和IV挡，采用斜齿常啮合式结构，即4对常啮合齿轮都是斜齿轮。在所有的换挡齿轮上装有换挡啮合套，即I、II挡之间和III、IV挡之间装有换挡啮合套。副变速箱采用普通齿轮，设有3个（高、中、低）前进挡和一个倒退挡，所有啮合齿轮都是直齿轮。中、倒挡之间装有滑动接合齿轮，高、低挡之间装有换挡啮合套。主动轴的前端以带挡圈球轴承支承在主变速箱体前壁座孔，后端通过滚柱轴承支承于主变速箱体后壁座孔。前端带挡圈球轴承由轴承盖压紧，后端轴承内圈以弹性挡圈限位，以限制主动轴轴向移动。主动轴前端外花键与传动轴的内花键接合套相连，轴后端有挡圈环槽，轴上装有I,II,III和IV挡的主动常啮合斜齿轮及隔套，主动轴后端延伸到副变速箱，并装有轴承，以支承副变速箱的驱动轴。主动轴后端轴承内座圈以弹性挡圈限位。
3东风-12型手扶拖拉机变速箱
东风-12型手扶拖拉机变速箱，主要由变速箱体、5根传动轴、11个齿轮和变速操纵机构等组成。该机采用组合式变速箱，共有6个前进挡和2个倒退挡。
变速箱内，主轴上套有主轴主动齿轮。动力从链轮传动箱通过链条传给主轴，但主轴并不是由链轮带动直接旋转，因为链轮和主轴主动齿轮是一体的，通过轴承和轴套支承在主轴上。这样主轴主动齿轮和主轴有相对转动。动力由链轮传入变速箱后，带动主轴主动齿轮旋转。主轴中部装有快挡齿轮，靠花键与主轴配合，快挡齿轮可用拨叉使之轴向移动。左移则快挡齿轮的内齿与主轴主动齿轮啮合，右移则由其外齿与中间轴上的双联中间齿轮中的小齿轮啮合。主轴右边还有一个双联主轴齿轮，也是由花键连接在主轴上，并用钢丝挡圈轴向固定。中间轴的花键套上有双联中间齿轮和倒挡齿轮，中间齿轮用钢丝挡圈轴向固定，左边大齿轮与主轴主动齿轮常啮合，I挡、倒挡齿轮可用拨叉使之轴向移动，以实现换挡。转向轴上套有中央减速齿轮和左、右转向齿轮，中央减速齿轮与转向轴压配在一起，并用挡圈和轴肩轴向定位。平时左、右转向弹簧将左、右转向齿轮压向中央减速齿轮，使转向齿轮紧紧啮合在中央减速齿轮的牙嵌上。转向拨叉可使转向齿轮向外移动，使牙嵌脱开。倒挡轴上有一个倒挡双联齿轮，靠轴套活套在轴上，两端用挡圈轴向定位。