É possível desenhar um carro sem caixa de velocidades?

Sim. As locomotivas a vapor não têm caixa de velocidades e não têm embraiagem, mas estão limitadas a carris.

Carros de impressão têm uma transmissão directa do virabrequim para o diferencial traseiro e não têm embraiagem, mas têm um acoplamento in/out. Eles são conectados ou não conectados como engrenagens altas em uma transmissão padrão mais antiga de 3 ou 4 velocidades. Os carros Sprint estão severamente limitados à forma como podem ser conduzidos. Eles têm de ser empurrados para o arranque. Eles podem' não podem ser conduzidos a velocidades inferiores a 20-30 mph. Se o acoplamento for desengatado, normalmente não pode ser desengatado novamente. E após o tempo de corrida ou de pista, são conduzidos de volta às boxes e o acoplamento de entrada/saída é colidido ao ponto neutro imediatamente antes de os condutores cortarem a ignição e se voltarem para o seu pit spot. Não é exactamente um condutor diário ou um carro pendular.

Algumas experiências têm sido feitas com carros de fãs. Basicamente, barcos ventiladores com rodas. Não tenho a certeza do ponto mas ainda não há caixa de velocidades.

Então há o Buick Dynaflow. Ele funciona principalmente através de um grande e complicado conversor de torque multiestágio mas ainda tem algumas engrenagens para marcha à ré e uma marcha baixa.

A melhor abordagem seria um acionamento elétrico semelhante a uma locomotiva elétrica a diesel. Desta forma, você poderia ter velocidades para frente e para trás e uma transição suave de marcha lenta para a condução, mas provavelmente não teria nenhuma vantagem real sobre os automóveis convencionais. O gerador, os controles e os motores finais seriam bastante pesados e incrivelmente caros e proibitivos.