无级变速机由于加工工件一般是大批量的，因此不像普通车床那样在切削过程中需要频繁变速，而是通过交换齿轮和三联滑移齿轮联合变速，使其结构更简单，且满足要求。
在无级变速机的两个轴上，每个档位的齿轮相互对应啮合在一起，其中一个齿轮是松套在轴上，可以在轴上空转。另一个齿轮用花键固定在另一个轴上，和轴一同旋转，也可以沿着花键做轴向滑动，但轴向滑动量不大，所以两个齿轮不会因此而脱离啮合。
当每个档位的两个齿轮中都有一个在空转时，动力不能从主动轴传递给驱动轴，这时，无级变速机处于空档档位。当某一档位的空转齿轮被固定在轴上时，该齿轮与轴将一起转动，动力也就得到了传递。这时，无级变速机位于某一前进档位。为了把空转齿轮固定到轴上，在轴上还安装有滑动齿轮，滑动齿轮内孔上有花键，可以利用花键做轴向滑动。
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