我們知道，汽車(chē)發(fā)動(dòng)機在一定的轉速下能夠達到最好的狀態(tài)，此時(shí)發(fā)出的功率比較大，燃油經(jīng)濟性也比較好。因此，我們希望發(fā)動(dòng)機總是在最好的狀態(tài)下工作。但是，汽車(chē)在使用的時(shí)候需要有不同的速度，這樣就產(chǎn)生了矛盾。這個(gè)矛盾要通過(guò)變速器來(lái)解決。
汽車(chē)變速器的作用用一句話(huà)概括，就叫做變速變扭，即增速減扭或減速增扭。為什么減速可以增扭，而增速又要減扭呢？設發(fā)動(dòng)機輸出的功率不變，功率可以表示為 N = wT，其中w是轉動(dòng)的角速度，T是扭距。當N固定的時(shí)候，w與T是成反比的。所以增速必減扭，減速必增扭。汽車(chē)變速器齒輪傳動(dòng)就根據變速變扭的原理，分成各個(gè)檔位對應不同的傳動(dòng)比，以適應不同的運行狀況。
一般的手動(dòng)變速器內設置輸入軸、中間軸和輸出軸，又稱(chēng)三軸式，另外還有倒檔軸。三軸式是變速器的主體結構，輸入軸的轉速也就是發(fā)動(dòng)機的轉速，輸出軸轉速則是中間軸與輸出軸之間不同齒輪嚙合所產(chǎn)生的轉速。不同的齒輪嚙合就有不同的傳動(dòng)比，也就有了不同的轉速。例如鄭州日產(chǎn)ZN6481W2G型SUV車(chē)手動(dòng)變速器，它的傳動(dòng)比分別是：1檔3.704:１；2檔2.202:1；3檔1.414:1；4檔1:1；5檔（超速檔）0.802:1。
當汽車(chē)啟動(dòng)司機選擇1檔時(shí)，撥叉將1/2檔同步器向后接合1檔齒輪并將它鎖定輸出軸上，動(dòng)力經(jīng)輸入軸、中間軸和輸出軸上的1檔齒輪，1檔齒輪帶動(dòng)輸出軸，輸出軸將動(dòng)力傳遞到傳動(dòng)軸上（紅色箭頭）。典型1檔變速齒輪傳動(dòng)比是3:1,也就是說(shuō)輸入軸轉3圈，輸出軸轉1圈。當汽車(chē)增速司機選擇2檔時(shí)，撥叉將1/2檔同步器與1檔分離后接合2檔齒輪并鎖定輸出軸上，動(dòng)力傳遞路線(xiàn)相似，所不同的是輸出軸上的1檔齒輪換成2檔齒輪帶動(dòng)輸出軸。典型2檔變速齒輪傳動(dòng)比是2.2:1，輸入軸轉2.2圈，輸出軸轉1圈，比1檔轉速增加，扭矩降低。
當汽車(chē)加油增速司機選擇3檔時(shí)，撥叉使1/2檔同步器回到空檔位置，又使3/4檔同步器移動(dòng)直至將3檔齒輪鎖定在輸出軸上，使動(dòng)力可以從軸入軸—中間軸—輸出軸上的3檔變速齒輪，通過(guò)3檔變速齒輪帶動(dòng)輸出軸。典型3檔傳動(dòng)比是1.7:1，輸入軸轉1.7圈，輸出軸轉1圈，是進(jìn)一步的增速。
當汽車(chē)加油增速司機選擇4檔時(shí)，撥叉將3/4檔同步器脫離3檔齒輪直接與輸入軸主動(dòng)齒輪接合，動(dòng)力直接從輸入軸傳遞到輸出軸，此時(shí)傳動(dòng)比1:1，即輸出軸與輸入軸轉速一樣。由于動(dòng)力不經(jīng)中間軸，又稱(chēng)直接檔，該檔傳動(dòng)比的傳動(dòng)效率最高。汽車(chē)多數運行時(shí)間都用直接檔以達到最好的燃油經(jīng)濟性。