Мал. 3.2 Елементарні механізми коробок швидкостей:

а - двохшвидкісних; б - трьохшвидкісних; в – чотирьохшвидкісних.

За способом перемикання швидкостей коробки бувають з пересувними (ковзаючими) колесами; з кулачковими, фрикційними і електромагнітними муфтами; з комбінованим перемиканням; зі змінними колесами.

Застосування того чи іншого способу перемикання в коробках швидкостей залежить від призначення верстата, від частоти перемикань і тривалості робочих ходів. Передачі з пересувними блоками коліс можуть передавати великий крутний момент при порівняно невеликих розмірах зубчастих коліс. Крім того, в таких коробках у зачепленні знаходяться тільки те зубчасті колеса, які передають обертання шпинделя. Виходить, інші колеса в цей час не зношуються. Зазначені переваги дозволяють широко застосовувати для зміни частоти обертання шпинделя пересувні блоки зубчастих коліс в коробках швидкостей головним чином універсальних верстатів. У пересувних блоках використовують прямозубі колеса.

Недоліки цих коробок швидкостей: неможливість перемикання передач на ходу; необхідність блокування, що запобігає одночасне включення в роботу блоків зубчастих коліс, спільна робота яких не передбачена; відносно великі розміри по довжині.

Для коробки з кулачковими муфтами характерні малі осьові переміщення муфт при перемиканні є можливість використовування в передачах косозубих і шевронних коліс, а також менші зусилля для перемикання, ніж у пересувних блоків коліс. Разом з тим кулачкові муфти не дозволяють перемикати передачі на ходу при великій різниці частот обертання; їм притаманні втрати  потужності на обертання непрацюючої пари коліс і зношування.

Використання фрикційних і електромагнітних муфт у коробках швидкостей дає можливість швидкого і плавного перемикання передач на ходу. Недоліками таких коробок є втрати потужності на обертання непрацюючої пари коліс і зношування; великі радіальні і осьові розміри при передачі великих крутних моментів; зниження ККД верстата внаслідок тертя у виключених муфтах; нагрівання муфт; необхідність їх частого регулювання; передача теплоти від муфт шпиндельному вузлу .

При відносно рідкісному налагодженню приводу шпинделя на операцію в автоматах, напівавтоматах, спеціальних та операційних в масовому і серійному виробництві використовують  змінні зубчасті колеса  (мал. 3.3). Частоту обертання шпинделя в цьому випадку змінюють шляхом зміни коліс а і b між суміжними валами при незмінній відстані між їх осями. Так як відстань між осями цих коліс залишається незмінним, то обов'язковою умовою правильного зчеплення змінних коліс за такої конструкції приводу є сталість суми їх чисел зубів (а + b = const). Змінні колеса до приводу головного руху застосовують іноді у поєднанні з шестеренні коробками передач.

Залежно від компонування розрізняють коробки швидкостей, вбудовані в шпиндельну бабку, і коробки швидкостей з розділеним приводом. Коробка передач, вбудована в шпиндельну бабку (мал. 3.4), дозволяє отримати 24 значення частоти обертання шпинделя.

Мал. 3.3. Коробка передач зі змінними Мал.3.4. Коробка передач,

зубчастими колесами. вбудована в шпиндельні бабку.