Главная передача автомобилей ГАЭ-53-12 и ЗИЛ-4331 — одинарная, гипоидная, состоит из размещенных в картере пары конических шестерен со спиральными зубьями. Ось ведущей шестерни смещена вниз относительно оси ведомой шестерни, что обеспечивает бесшумность работы передачи и позволяет понизить центр тяжести автомобиля.

На автомобиле ЗИЛ-433 ведущая шестерня установлена на трех подшипниках: двух конических, установленных на стакане, и одном цилиндрическом, установленном в перегородке картера. Между внутренними кольцами подшипников имеются две регулировочные шайбы для обеспечения при сборке необходимого предварительного натяга подшипников. Ведомая шестерня приклепана к левой чашке дифференциала.

На автомобиле ЗИЛ-431410 главная передача — двойная, состоящая из пары конических и пары цилиндрических шестерен, что позволяет получить большое передаточное число при сравнительно небольших размерах передачи. Регулировка конических подшипников ведущей шестерни осуществляется шайбами.

Дифференциал размещается в картере ведущего моста и состоит из крестовины, на которой установлены сателлиты (конические шестерни), входящие в зацепление с коническими шестернями полуосей. При движении автомобиля усилие от главной передачи передается на дифференциал, затем через крестовину — на сателлиты, а от них через полуосевые шестерни и полуоси — к ступицам ведущих колес.

При движении автомобиля по прямой и ровной дороге сателлиты не вращаются вокруг своих осей, так как встречают со стороны шестерен полуосей одинаковое сопротивление. В этом случае колеса вращаются с одинаковой частотой. При повороте автомобиля шестерни полуоси внутреннего колеса испытывают большее сопротивление, чем наружного, поэтому сателлиты начинают перекатываться по полуосевой шестерне внутреннего колеса, тем самым заставляя полуосевую шестерню наружного колеса вращаться с большой частотой.

Чтобы повысить проходимость и тяговые качества, на автомобиле ЗИЛ-4331 имеется механизм блокировки межколесного дифференциала, состоящий из муфты и корпуса муфты, размещенных на правой чашке дифференциала и скрепленных болтами с левой чашкой и камеры механизма блокировки. В корпусе муфты размещается муфта включения блокировки с торцовыми зубьями, а на шейке корпуса установлен подшипник. При включении механизма блокировки клавишей на панели приборов электропневматический клапан подает сжатый воздух из пневмосистемы в камеру механизма блокировки, и мембрана перемещает шток с вилкой и муфтой. При этом муфта включения торцовыми зубьями соединяется с муфтой блокировки, и правая полуось с чашкой дифференциала блокируется.