Como funciona uma caixa de marcha?

Eu sempre fui fascinado pelo funcionamento de caixas de marcha dos carros. Como poderia algo funcionar de maneira automática e trocar para outra dependendo da velocidade? Os vídeos abaixo mostram como isto acontece. Em relação ao primeiro vídeo, você pode mais numa série de 14 vídeos.

E abaixo a caixa de marcha de 7 velocidades da ZF.