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。

从20世纪90年代中期, Fendt 公司生产出第一台装用Vario型手扶收获机械变速箱无级变速传动系的拖拉机产品以来, 无级变速拖拉机技术发展时间已 有20多年了。在此期间，这一技术在世界拖拉机领域内就没有停止过产品的研究和发展。为了进一步了解国外主要拖拉机公司的无级变速技术的发展，自Fendt公司以后生产出无级变速拖拉机的另一家公司是 Valtra公司， 该公司在进入 AGCO集团公司后，又将这一无级变速传动系技术采用于AGCO公司的大功率拖拉机上，在数年后，MF公司拖拉机上也开始装用这种无级变速传动机构，但其技术结构均为从其Fendt公司的Vario型无级变速收获机械变速箱供应商传动系结构派生出来。同 样，采用Fendt公司的Vario型无级变速箱技术的公司还有英国的JCB公司的Fastrac型无级变速变速箱。

手扶收获机械变速箱拖拉机变速箱相比于卡车变速箱和工程机械变速箱技术起步较晚，国内的卡车行业同步器变速箱技术已经应用非常普及，但是在拖拉机行业，目前大部分使用的还是啮合套变速箱换挡，还未完全进入同步器变速箱时代；而工程机械行业，收获机械变速箱供应商动力换挡变速箱已经成熟应用了几十年，但是在拖拉机变速箱行业，动力换挡变速箱大规模应用还是最近几年的事情。因此，相对其他行业，拖拉变速箱行业还是稍显落后，但是不能说拖拉机变速箱的要求比其他行业的变速箱要求低，相反，由于特殊和多样化的作业要求，拖拉机行业的变速箱要比卡车、工程机械变速箱要求要高许多。

换挡规律通过研究拖拉机收获机械变速箱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。 目前手扶收获机械变速箱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。

在拖拉机发展的早期，使用的主要是手扶收获机械变速箱手动变速箱，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。

车辆传动系统是决定大功率车辆性能的关键部件。我国目前使用的手扶收获机械变速箱拖拉机动力传动系统大多采用的是固定轴式齿轮变速器，它具有效率高、成本低、结构简单等优点，从而获得广泛应用。但这种手动机械式变速器属于非动力换挡，输出转矩与转速变化比较大，换挡时首先分离主离合器以切断动力传递，然后操纵换挡同步器进行挡位变换，需要驾驶员凭经验决定换挡时刻，换挡最佳时机不易把握，而且由于频繁换挡操作，易使驾驶员疲劳，进而影响行驶安全 。此外，拖拉机作业环境恶劣，外界负荷波动频繁，这就要求发动机和变速箱收获机械变速箱供应商能适时地变更转速和扭矩以适应负荷和行驶阻力的不断变化，这些通过仅仅依靠驾驶员操纵传统的机械式变速器来实现，难以保证拖拉机的动力性和燃油经济性，而且增加了劳动强度。