拖拉机进行运输作业和挂接农具进行田间作业时，所承担的负荷和要求的行驶速度不同，而发动机在全负荷下发出的转速基本不变，这需要变速箱来调整，以满足不同的农业作业需求。变速箱的主要功能包括增扭减速、变扭变速、空挡停车和倒退行驶。拖拉机使用中，变速箱的故障如换挡困难、自动脱挡、异常声响等会直接影响车辆的运行。
在行驶中，拖拉机变速箱内的挂挡齿轮自动分离导致动力传递中断，称为自动脱挡。例如，一台东风-12型手扶拖拉机在行驶中突然停止前进，后尝试挂入不同挡位时发生脱挡，最终发现是由于中间齿轮在轴上失去正常轴向定位所致。
另一台泰山-12型拖拉机在行驶中遇到骤增负荷或颠簸时，高低挡变速杆易脱挡。检查发现是由于II轴左侧挡圈过薄、II、III轴上的相啮合齿轮磨损成锥形以及高低挡变速杆拨叉弯曲变形所致。
拖拉机工作正常时，变速箱不会发生异常响声。如果有异常声响，就说明有故障存在。例如，一台小四轮拖拉机在挂挡起步或低速行驶中猛加油时，变速箱内发出的齿轮撞击响声，后来发现是由于变速箱V轴右侧的轴承磨损过甚。
变速箱空挡时发响多与常啮合齿轮有关；只在某个挡位出现异响，则多为该挡齿轮或轴承故障；若各挡都有不同程度的异响，则往往是常啮合齿轮损坏或变速箱缺油所致。异响、振动和变速箱过热都是变速箱故障的常见形式，需要及时检查和维修。