在拖拉机发展的早期，使用的主要是生产收获机械变速箱总成手动变速箱，它的结构较为简单，在技术上可分为：滑动齿轮换挡、啮合套换挡以及同步器换挡三种方式，滑动齿轮换挡主要是通过主齿轮在驱动轴上来回滑动，在不同的位置上与从动齿轮啮合，是最基础的变速方式。啮合套换挡是指在主动轴上存在一个空套齿轮，它与从动轴上的齿轮长期处于啮合状态，通过移动主动轴上的啮合套，将主动轴的动力传递给空套齿轮。同步器换挡变速箱收获机械变速箱总成供应商利用了摩擦原理，这有利于保证主从动齿轮在啮合时有相等的圆周速度，这就使得在换挡过程中更加平顺，避免了齿轮啮合时的冲击，确保了齿轮的使用寿命，这在拖拉机手动变速箱的发展过程中具有重要的意义。

生产收获机械变速箱总成动力换挡变速器由于换挡操作简单且动力不中断，改善了拖拉机的操纵性能，提高了工作效率。自1959年美国卡特彼勒公司在D9D拖拉机上首次成功地应用动力换挡以来，由于其在换挡时所表现出的明显优点，吸引了许多厂家纷纷效仿 。如同时期的Ford公司在其671／771／871／971拖拉机上引入一0一Speed 10+2动力换挡变速箱，该变速器收获机械变速箱总成供应商作业速度范围0．9～30 km／h，可在作业阻力大的区域快速降挡以提升牵引力，通过后及时升挡以保证作业速度和燃油经济性，在此过程中不需要停车和操纵离合器，而且可保持动力输出轴速度不变，从而显著提升拖拉机动力输出。

换挡规律通过研究拖拉机收获机械变速箱总成供应商各挡位自动换挡时刻与控制参数(如作业速度、负荷程度、滑转率、发动机输出转速转矩等)之问的关系，并经过性能仿真优化后，确定最佳换挡点 ，避免换挡循环。 目前生产收获机械变速箱总成拖拉机自动变速器换挡规律是从汽车传动系所采用的以车速和油门开度为控制参数的“两参数换挡规律”基础上发展而来的。但这些传统的换挡规律是建立在被控对象精确数字模型基础上，对于拖拉机和工程车辆，由于工况复杂，负荷变化剧烈，建立其精确模型比较困难，使基于数学模型的各类控制方法难以解决这一问题。因此近年来许多研究将智能控制理论应用于换挡规律，如I．Sakai等提出了模糊换挡策略 J，K．Hayashi等提出了根据输入转速和加速踏板位置变化量利用模糊逻辑判断车辆负载和驾驶员意图、根据车辆速度、负载、驾驶员意图和加速踏板位置利用神经网络原理决策换挡位置的智能控制策略 。Jonas Fredrikson采用自适应反馈方法构建控制器，并提出将发动机作为主动控制一部分的非线性换挡控制方法 。现代控制方法的引入，并增加能够反映具体作业状态和环境状态的参数，使得换挡时机和挡位分布更加合理，可以大大提高了车辆的燃油经济性和作业效率。

动力换挡变速箱是1959年卡特彼勒首次在拖拉机上应用，由于具有换挡过程容易，保证动力连续不断，优化了操作性能，提高拖拉机工作效率的特点，得到了很多厂家的认可。动力换挡变速箱可分部分动力换挡变速箱和全动力换挡变速箱两种。部分动力换挡的应用领域主要在定轴轮系变速箱上。而经过多年的发展，全动力换挡变速箱如今已达到具有12个前进挡位的多排挡全负载换挡，这种换挡方式多用于具有摩擦元件布置的周转轮系变速箱结构上，通过先进的电液控制系统完成特定的执行元件接合与分离，从而实现全动力换挡的要求。这种变速箱广泛的应用于各大厂家的拖拉机上，其中包括了美国凯斯公司生产的CX系列、法国雷诺公司生产的175-74T2系列。