Tous les engrenages sauf ceux nécessaires pour la marche arrière sont constamment en prise. Les engrenages de l'arbre de sortie tournent librement autour de lui, tandis que ceux de l'arbre secondaire sont fixes. Aucun lecteur n'est transmis.
En première vitesse, le plus petit engrenage de l'arbre intermédiaire (avec le moins de dents) est verrouillé sur celui-ci, passant l'entraînement à travers le plus grand engrenage de l'arbre principal, donnant un couple élevé et une faible vitesse pour un départ arrêté.
En deuxième vitesse, la différence de diamètre des engrenages sur les deux arbres est réduite, ce qui entraîne une augmentation de la vitesse sur route et une diminution du couple. Le rapport est idéal pour gravir des pentes très raides.
En quatrième vitesse, l'arbre d'entrée et l'arbre principal sont verrouillés ensemble, offrant un «entraînement direct»: un tour de l'arbre de transmission pour chaque tour du vilebrequin. Il n'y a pas d'augmentation de couple.
Pour l'inversion, un pignon intermédiaire est interposé entre les engrenages sur les deux arbres, provoquant l'inversion de sens de l'arbre principal. La marche arrière n'est généralement pas synchronisée.
Synchronisation des vitesses
Le dispositif de synchronisation est un anneau avec des dents à l'intérieur qui est monté sur un moyeu denté qui est cannelé sur l'arbre.
Lorsque le conducteur sélectionne un engrenage, des surfaces de friction coniques correspondantes sur le moyeu et l'engrenage transmettent l'entraînement, du vireur à travers le moyeu jusqu'à l'arbre, synchronisant les vitesses des deux arbres.
Avec un mouvement supplémentaire du levier de vitesses, l'anneau se déplace le long du moyeu sur une courte distance, jusqu'à ce que ses dents s'engrènent avec des dents de chien biseautées sur le côté de l'engrenage, de sorte que le moyeu cannelé et l'engrenage sont verrouillés ensemble.
Les conceptions modernes comprennent également un anneau de retenue, interposé entre les surfaces de friction. L'anneau baulk a également des dents de chien; il est fait d'un métal plus doux et est plus lâche sur l'arbre que sur le moyeu.
L'anneau de baulk doit être situé précisément sur le côté du moyeu, au moyen d'ergots ou de "doigts", avant que ses dents ne s'alignent avec celles de l'anneau.
Dans le temps de se repérer, les vitesses des arbres ont été synchronisées, si bien que le conducteur ne peut faire claquer de dents, et la synchronisation est dite « imbattable ».
