內燃機車齒輪箱牽引力與速度成反比，在起動(速度等于零)時具有大值。機車前進和后退這兩個方向的牽引性能要基本相同。但是機車柴油機的扭矩-轉速特性和機車牽引力-速度特性完全不同。柴油機不能在負載下啟動；在轉速等于零時沒有任何扭矩；在高轉速下才能達到大功率值；轉速愈低，功率也愈低；低于一定轉速時即不能穩定工作，甚至熄火停車。此外，車軸齒輪箱，機車柴油機不能逆轉。因此，柴油機曲軸不能和機車車輪直接連接，兩者之間必須有一傳動裝置作為媒介滿足機車牽引要求。燃氣輪機也不能逆轉，低速時功率較小，為了提高機車的起動牽引和加速的能力，也要有傳動裝置。
內燃機車齒輪箱應用于東風11d型柴油機車df11d，即東風11型3001號柴油機車，是中國鐵路的柴油機車車型之一，由大連機車車輛有限公司于2000年研制成功，與東風8d型柴油機車均為在同一設計平臺上開發研制的5200馬力大功率柴油機車系列，均沒有投入批量生產。東風11d型機車為大功率六軸準高速干線客運柴油機車，機車車軸齒輪箱，采用12v280zj型大功率柴油機、交—直流電傳動，內燃機車車軸齒輪箱生產廠家，標稱功率3270千瓦，高運行速度為170公里/小時。
內燃機車齒輪箱換檔時，先降低柴油機轉速。換檔完成后，工礦內燃機車車軸齒輪箱生產廠家，再提高柴油機轉速以增加機車速度，直至柴油機又達到高轉速，再換接到下一檔位。柴油機在每一變速檔位下的轉速與機車速度成正比，它的功率也就基本上與機車速度成正比，因而柴油機幾乎總是不能發揮它的全部功率的潛力。機車牽引曲線只能呈階梯形，階梯的級數等于變速的檔位數。級數越多，功率的利用越好，但傳動裝置也越復雜、越重、越貴。柴油機車的機械傳動裝置一般為4～5級。
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