双级主减速器根据两级减速器的不同，可分为多种结构方案，最常见的为第一级为锥齿轮传动，第二级为圆柱齿轮传动；此外还有第一级锥齿轮传动、第二级行星齿轮传动或第一级行星齿轮传动、第二级锥齿轮传动或第一级圆柱齿轮传动、第二级锥齿轮传动等形式。

根据发动机特性和汽车使用条件，要求主减速器具有较大的主传动比时，由一对锥齿轮构成的单级主减速器会因齿轮过大导致尺寸过大，不能保证足够的最小离地间隙，这时则需要采用两对齿轮实现降速的双级主减速器。

双级主减速器的基本结构如图1所示。

如图2 所示某汽车驱动桥采用了第一级为锥齿轮传动，第二级为圆柱齿轮传动的双级主减速器。

该双级主减速器的第一级传动比由一对曲线齿锥齿轮副11和16所决定，第二级传动比由一对斜齿圆柱齿轮副5和1所决定。

主动锥齿轮与轴制成一体，采用悬臂式支承。即主动锥齿轮轴支承在位于齿轮同一侧的两个相距较远的圆锥滚子轴承上，而主动锥齿轮悬伸在轴承之外。这种支承形式的结构比较简单，但支承刚度不如跨置式。一般双级主减速器中，主动锥齿轮轴多用悬臂式支承的原因有两点：一是第一级齿轮传动比较小，相应的从动锥齿轮直径较小，因而在主动锥齿轮外端要再加一个支承，布置上很困难；二是因传动比小，主动锥齿轮及轴颈尺寸有可能做得较大，同时尽可能将两轴承间的距离加大，同样可得到足够的支承刚度。