W takiej skrzynce biegów pary kół zębatych na wałkach pośrednim i głównym są ze sobą stale zazębione, natomiast koło wałka głównego może się na nim swobodnie obracać. Sprzężenie tego koła zębatego z wałkiem głównym dokonuje się za pomocą sprzęgła zębatego.
Zasada działania sprzęgła zębatego. Na wielowypuście wałka głównego jest umieszczony pierścień przesuwny. Po obu stronach tego pierścienia są wykonane wąskie wewnętrzne wieńce zębate, odpowiadające wieńcom zewnętrznym na kołach zębatych. Moment obrotowy z silnika jest doprowadzany do skrzynki biegów wałkiem sprzęgłowym, a następnie przez parę kół zębatych — jest przenoszony na wałek pośredni. Stale zazębiona para kół zębatych powoduje obracanie się koła zębatego, ale nie wprawia w ruch wałka głównego dzięki łożysku koła zębatego. Dopiero przesunięcie pierścienia przesuwnego w prawo i zazębienie wieńców zębatych powoduje sprzężenie koła zębatego z wałkiem głównym i przeniesienie momentu przez skrzynkę biegów. Moment na wałku głównym jest zwielokrotniony dzięki przełożeniu przekładni zębatych. Przesunięcie pierścienia przesuwnego w lewo i zazębienie wieńców zębatych powoduje bezpośrednie sprzężenie wałków sprzęgłowego i głównego. W tym przypadku moment obrotowy przenoszony przez wałki nie ulega zmianie, chociaż wszystkie koła zębate w skrzynce biegów są stale w ruchu.
Koła stale zazębione mogą mieć zęby śrubowe, dzięki czemu pracują znacznie ciszej.

W chwili sprzęgania wieńca sprzęgła zębatego z wieńcem koła zębatego występują uderzenia wywołane różnicą prędkości obrotowych sprzęganych elementów. Uderzeń tych nie można uniknąć stosując sprzęgła zębate połączone z dodatkowymi sprzęgłami ciernymi. Zadaniem sprzęgieł ciernych jest synchronizowanie (wyrównywanie) prędkości obrotowych sprzęganych elementów przed włączeniem sprzęgła zębatego.