Venttiilivaihteisto on komponentti, joka ohjaa moottorin höyryn tuloa ja poistoa. Mekanismi on yleensä kytketty höyrykoneen venttiileihin, ja sitä käytettiin usein varhaisissa vetureissa. Tällainen moottori on tyypillisesti tehokkain, kun imuaukko on auki lyhyen aikaa, ennen kuin se saavuttaa raja -arvon, kun moottorin sylinteriin ei enää pääse höyryä. Vuosien varrella on ollut useita malleja, joista jokainen on yleensä rajoitettu vaatimalla samaa prosessia pakoputken ja tuloventtiilien työstämiseksi.
Höyryveturien nimikkeistö sisältää tyypillisesti erilaisia osia, joihin kuuluvat kattila, tulisija, pyörät ja erilaiset pumput ja venttiilit. Tehokkain venttiilivaihde on yleensä sellainen, joka päästää höyryn sisäänoton aikana, jotta se voi laajentua syklin seuraavaan vaiheeseen. Venttiilin liikkeen ohjaamiseksi on rakennettu erityyppisiä mekanismeja. Veturin siirtämiseksi lepotilasta tarvitaan kuitenkin yleensä enemmän tehoa, joten höyryä voi päästä sisään myös laajennusvaiheen aikana. Johnson -baariksi kutsuttua laitetta käytettiin usein höyryn ohjaukseen; junainsinöörit voisivat vetää sitä pysäyttääkseen virtauksen.
Yksi 1840 -luvulla keksitty veturiventtiilityyppi mahdollisti liikkeen ohjauksen junan pyöräakselilla olevilla mekanismeilla. Tätä mallia kutsuttiin Stephensonin venttiilivaihteeksi. Toinen suunnilleen samaan aikaan luotu tyyppi sijaitsi tyypillisesti kaukana pyöräjärjestelmistä ja asennettiin ulkopuolelle junavaunuun. Walschaertsin venttiilivaihdetta käytettiin monissa veturimalleissa, joissa oli ulkosylinterit. Samankaltaisessa mallissa on nastaliitokset, jotka eivät tyypillisesti vaadi yhtä paljon huoltoa liukumekanismien sijaan.
Eteläisen venttiilin hammaspyörässä on vaakasuora muotoilu pikemminkin kuin pystysuora monista muista versioista. Sitä käytettiin usein Yhdysvalloissa 1900 -luvun alussa, ja siinä oli muita suosittuja malleja muistuttavia elementtejä. Englannissa yleisesti käytetty Joy -venttiilivaihteisto rakennettiin usein laivoihin ja vetureihin 1800 -luvun lopulla. Tämä oli pienempi kuin muut mallit, mutta jotkut osat murtuivat usein rasituksen alaisena.
Pystyy hyödyntämään männänvarren liikettä, Young -venttiilivaihteisto voisi ohjata venttiilejä junan vastakkaisella puolella. Tehon hyötysuhde oli tyypillisesti parempi, koska venttiilien avaus- ja sulkemisajoitus oli tarkempi. Jotkut historioitsijat uskovat, että höyrykoneiden tehostamiseksi luotiin satoja venttiilivaihteita.