拖拉机要完成耕地、耙地、播种、运输等多种作业，这些作业负荷是不同的，所要求的行驶速度也不相同，为了使拖拉机能够满足各种作业对速度和牵引力的要求，必须有变速箱。在使用过程中，变速箱常因使用维护不当发生故障，影响拖拉机的正常使用。正确的使用与维护对延长变速箱的使用寿命关系很大。
1变速箱的工作原理
拖拉机一般均采用齿轮变速箱，它主要由若干对齿轮和与其配合的轴组合而成，通过不同齿数齿轮的啮合，实现变速。
1.1功用
①增扭减速，将离合器传来的发动机有效功率的扭矩增大，降低转速，再传给后桥。②变扭变速，在发动机扭矩和转速都不改变的情况下，靠变速箱换挡改变传动比，来改变拖拉机的行驶速度和牵引力（扭矩），以满足各种作业的需要。③空挡停车，是指在发动机不熄火的情况下，使拖拉机较长时间停车，或进行固定作业。④倒退行驶，在发动机旋转方向不变的情况下，可挂倒挡实现拖拉机的倒退，为挂接农具，进出车库创造条件。
1.2工作原理
（1）减速增扭。主动齿轮（装在第I轴上）的齿数为8齿，从动齿轮（第11轴）的齿数为16齿，显然主动齿轮转一圈，从动齿轮只转1/2圈，因而减慢了转速；由于两齿轮牙齿接触面的作用力是相等的，同时扭矩等于作用力乘半径。因而主动齿轮的半径小，扭矩也小；从动齿轮半径大，扭矩也大。这样小齿轮带动大齿轮，便在减速的同时，增大了扭矩。
（2）传动比。在齿轮传动中，主动齿轮转速与从动齿轮转速之比，叫做齿轮的传动比。传动比也等于从动齿轮齿数与主动齿轮齿数之比。当传动比大于1时，为减速传动，且传动比越大，从动齿轮的转速就越慢；反之，传动比小于1时，为增速传动，且传动比越小，从动轮的转速就越快。
（3）变速变扭与空挡。变速箱中有多对齿轮传动，当某一对齿轮啮合，而其余各对齿轮脱开啮合时，就只有一个传动比可以获得某一种转速和扭矩。如果变换挡位，换一对齿轮啮合时，传动比就改变了，又可以获得另一种转速和扭矩。变速箱就是通过变换挡位，改变齿轮的传动比，来实现变扭变速的。如将各对齿轮全部脱开啮合，就可切断动力而实现空挡。
（4）改变行驶方向。当一对齿轮啮合时，主、从动齿轮的转动方向相反，如果在主、从动齿轮之间加上一个中间齿轮，使第I轴的主动齿轮与中间轴齿轮相啮合，而中间轴齿轮又和第II轴的从动齿轮相啮合，这样，从动齿轮的转动方向就和主动齿轮的转动方向相同，而且传动比大小不变。这就改变了从动齿轮的旋转方向，因此，用这个方法可以获得倒退挡，使拖拉机能够向后倒退行驶。
2使用维护要点
（1）新车或大修后的变速箱，应按使用说明书的要求，对其进行磨合试运转。磨合时先加油冲洗再磨合冲洗，先低挡再高挡，先空载再加载进行磨合冲洗，每挡不少于5min；磨合过程中必须使用清洁合格的循环混合油；在磨合结束更换新的润滑油后，方能投人正常作业。
（2）拖拉机驾驶操作方法很重要。拖拉机换挡时，要使离合器彻底分离，避免强行挂挡（轮式拖拉机采用两脚离合器换挡），以防出现打齿现象损坏齿轮。换挡和挂挡时，变速杆必须推拉到底，使齿轮全齿啮合，以免在半啮合状态下工作引起齿轮偏磨。在行驶中还要注意避免超负荷，特别是猛起步、猛轰油门、拐死弯等。不要采用溜坡启动和车拉启动。溜坡是指把拖拉机放在坡道上，先挂上高挡，踩下离合器并松开刹车，利用拖拉机重量的下滑分力，使拖拉机溜坡。当拖拉机达到一定速度时，再松开离合器，同时加油启动发动机。溜坡启动方法由于离合器接合过猛，很容易使变速箱等传动系零件受到过大的冲击载荷而损坏。车拉启动是用汽车或拖拉机等机动车辆做动力，拉动被启动的车辆。启动时前车必须挂低挡，被启动的车挂高挡，一旦着车，后车必然高速前冲。启动过程中，由于多次猛烈地接合离合器，很容易使变速箱齿轮受冲击载荷作用而损坏。
（3）不带病工作。当发现油温高达70～80℃（用手摸变速箱壳体感觉烫手），则应停车检查并排除故障。注意倾听变速箱中有无异常响声，若有，则应检查各齿轮、轴承、轴等零件是否损坏，对带有链轮传动箱的拖拉机还应检查链条是否过松，并根据具体情况予以排除。工作中产生脱挡、乱挡和异常响声时，应及时进行检查。排除故障后，方可继续作业。
（4）变速器在使用中，由于齿轮油的自然消耗、各接合部位的衬垫或油封密封不好以及变速器通气孔堵塞致使内部压力增大等原因引起漏油，使润滑油逐渐减少，所以要经常检查润滑油的油面高度是否合乎要求。同时因变速箱长期工作，齿轮油氧化变质，机件磨损的金属粉末、尘土、水分的混人等等，齿轮油的豁度会下降，质量会不合格，经常检查润滑油的豁度是否正常，按季节要求换用规定的润滑油。在换油的同时，应清洗变速箱。按季节要求使用不同规格的润滑油，冬季使用戮度低的润滑油，夏季使用赫度高的润滑油。对双曲线齿轮、曲线圆锥齿轮及螺旋齿轮、蜗轮传动齿轮，它们呈线、点接触，承受很大的负荷及很高的转速，并且既有滑动也有滚动，工作十分苛刻，所以不能用普通的润滑油，要用极压性能良好的双曲线齿轮油。