چرخ ها به دو دسته چرخ خودرو و چرخ لوکوموتیو تقسیم می شوند. چرخ‌های لوکوموتیو بر اساس انواع لوکوموتیو به چرخ‌های موتور بخار، چرخ‌های موتور دیزلی، چرخ‌های لوکوموتیو الکتریکی و چرخ‌های محور متحرک چند واحدی تقسیم می‌شوند. چرخ‌های محور متحرک لوکوموتیوهای دیزلی، لوکوموتیوهای الکتریکی و emus مجهز به چرخ دنده‌های انتقال بر روی بدنه محور هستند. ماشین‌های سواری پرسرعت مدرن و emus از ترمزهای دیسکی استفاده می‌کنند و دیسک‌های ترمز روی بدنه یا چرخ‌های محور نصب می‌شوند.

مجموعه چرخ‌های لوکوموتیو بخار به دسته‌های چرخ راهنما، چرخ‌های متحرک، چرخ‌های متحرک و چرخ‌های آب زغال‌سنگ تقسیم می‌شوند. جفت چرخ راهنما در جلوی لوکوموتیو قرار دارد و نقش هدایت لوکوموتیو را ایفا می کند. جفت چرخ متحرک نقش انتقال نیروی لوکوموتیو را ایفا می کند. جفت چرخ محرک مستقیماً توسط پیستون سیلندر (پیستون) از طریق راکر هدایت می شود و جفت چرخ محرک توسط شاتون هدایت می شود. میل لنگ، سوراخ میل لنگ و بلوک های متعادل کننده در مرکز چرخ جفت چرخ متحرک وجود دارد و میل لنگ چرخ های چپ و راست هنگام مونتاژ باید 90 درجه اختلاف فاز داشته باشند. یاتاقان های چرخ متحرک و چرخ راهنما در داخل چرخ قرار دارند. چرخ های برده و چرخ های آب زغال سنگ از نظر شکل شبیه به چرخ های وسایل نقلیه مسافربری و باری هستند.

بر اساس انواع یاتاقان های قابل استفاده برای محورها، چرخ ها را می توان به مجموعه چرخ های بلبرینگ غلتشی و مجموعه چرخ های بلبرینگ کشویی تقسیم کرد. واگن‌های مسافربری راه‌آهن چین همگی پذیرفته شده‌اند و تعداد واگن‌های باری با چرخ‌های بلبرینگ رولینگ روز به روز در حال افزایش است.

با توجه به اختلاف حداکثر بار مجاز محور (حداکثر فشار استاتیکی وارد شده توسط مجموعه چرخ بر روی ریل)، مجموعه چرخ یاتاقان های کشویی واگن باری به چهار نوع B، C، D و E تقسیم می شود و ابعاد آن محورها و چرخ های هر نوع مجموعه چرخ به جز قطر چرخ متفاوت است. سه نوع چرخ بلبرینگ خودروی مسافری و باری وجود دارد: RC، RD و RE و به دلیل مدل های مختلف یاتاقان های غلتشی، طول های ژورنال متفاوتی در یک مجموعه چرخ وجود دارد، بنابراین برای تشخیص آنها از اعداد زیر استفاده می شود، مانند RC. و RD. محورها از فولاد با کربن متوسط ​​با کیفیت بالا به سیلندرهایی با قطرهای مختلف ساخته می شوند. با توجه به انواع خودرو، می توان آن را به محورهای لوکوموتیو و محورهای مسافری و کامیون تقسیم کرد. با توجه به نوع یاتاقان، می توان آن را به محور بلبرینگ کشویی و محور بلبرینگ غلتکی تقسیم کرد.

① صندلی چرخ، جایی که چرخ فشار داده می شود، همچنین قسمتی است که بیشترین قطر روی محور را دارد.

(2) ژورنال، بخشی از محور که با یاتاقان در تعامل است.

(3) بدنه محور، قسمت بین دو چرخ. برخی از بدنه‌های محور واگن‌های مسافری و باری به تدریج از صندلی چرخ به مرکز کوچک می‌شوند و برخی از بدنه‌های اکسل طولی استوانه‌ای دارند. دنده‌های انتقال لکوموتیوهای دیزلی و لکوموتیوهای الکتریکی و دیسک‌های ترمز روی محور محورهای لوکوموتیو با ترمزهای دیسکی روی بدنه‌های محور مونتاژ می‌شوند.

(4) صندلی صفحه ضد گرد و غبار، انتقال بین ژورنال محور و صندلی چرخ روی محور واگن های مسافری و باری، که روی آن صفحه ضد گرد و غبار جعبه اکسل کشویی یا بافل عقب جعبه اکسل نورد نصب شده است.

⑤ یقه‌های محور، قسمت‌هایی که در دو انتهای محورهای واگن مسافری و باری که از ژورنال‌های محور بیرون می‌آیند، برای جلوگیری از حرکت بیش از حد یاتاقان‌های لغزنده بر روی ژورنال‌های محور استفاده می‌شوند، و هیچ یقه محوری در محورهای یاتاقان نورد وجود ندارد.

⑥ شانه پشت ژورنال و قسمتی از ژورنال نزدیک به نشیمنگاه صفحه ضد گرد و غبار به یک انتقال قوسی تبدیل می شوند تا از تمرکز استرس ناشی از تغییر ناگهانی قطر جلوگیری شود.

بار روی محور لوکوموتیو و وسایل نورد دائماً در حال تغییر است و از آنجایی که مجموعه چرخ‌ها به چرخش خود ادامه می‌دهند، تنش متناوب در محور ایجاد می‌شود. بنابراین، حد دوام مواد محور باید بهبود یابد. به همین دلیل، در فرآیند ساخت، شفت باید با برش چرخشی تمام قد پردازش شود، ژورنال و نشیمنگاه چرخ باید با نورد تقویت شوند و یک شیار کاهش بار در صندلی چرخ و انتقال قوس تنظیم شود. (بلبرینگ غلتشی) شانه پشت ژورنال. تشخیص دقیق نقص اولتراسونیک و الکترومغناطیسی باید در طول دوره استفاده انجام شود.

محورها معمولاً جامد هستند، اما توزیع تنش محور در سطح مقطع ناهموار است و هر چه به سطح نزدیکتر باشد، تنش بیشتر است، در حالی که تنش در مرکز بسیار کم است. بنابراین می توان از محور توخالی به جای اکسل جامد استفاده کرد تا تأثیر مضر وزن فنر نشده بر روی لکوموتیوها و خطوط کاهش یابد. اگرچه محور توخالی برای سال‌ها در راه‌آهن‌های برخی کشورها آزمایش شده است، اما به دلیل وضعیت تنش پیچیده در استفاده، همچنان در حال مطالعه و بهبود است.

چرخ ها بر روی محور فشار داده می شوند و فاصله بین دو چرخ در یک محور با گیج تنظیم می شود تا مجموعه چرخ بتواند روی ریل بچرخد.

به قسمتی از چرخ که با ریل در تماس است، یعنی حلقه بیرونی چرخ، رینگ روی چرخ یکپارچه و لاستیک روی چرخ لاستیک نامیده می شود. سطح رینگ یا لاستیک که با ریل تماس پیدا می کند آج و قسمت برجسته در یک طرف آج را رینگ می گویند. رینگ در سمت داخلی ریل قرار دارد که می تواند از خروج چرخ از ریل جلوگیری کند و نقش هدایت کننده را ایفا کند. قسمتی از چرخ که با محور ترکیب می شود توپی نامیده می شود. توپی و رینگ توسط پره ها به هم متصل می شوند. پره ها می توانند دیسک های پیوسته باشند که به آنها پره می گویند. همچنین می تواند تعدادی استوانه باشد که در جهت شعاعی قرار گرفته اند که پره نامیده می شود.

با توجه به ساختار، چرخ ها را می توان به دو دسته تقسیم کرد: چرخ تایر و چرخ یکپارچه. چرخ لاستیک با نصب لاستیک بر روی مرکز چرخ به روش اتصال گرم و قرار دادن حلقه نگهدارنده ساخته می شود. حلقه نگهدارنده می تواند از جدا شدن لاستیک در هنگام شل شدن لاستیک و مرکز چرخ جلوگیری کند و نقش ایست ایمنی را ایفا کند. چرخ یکپارچه برای ادغام لاستیک با رینگ در مرکز چرخ است. علاوه بر این، برخی از کشورها نیز چرخ هایی با عناصر الاستیک بین لبه و تار انتخاب می کنند. به این نوع چرخ، چرخ الاستیک گفته می شود که معمولاً فقط در وسایل نقلیه راه آهن زیرزمینی استفاده می شود.

در حین کار، قسمت تماس چرخ با ریل فشار زیادی را تحمل می کند و سطح تماس تغییر شکل الاستیک و استرس تماس زیادی ایجاد می کند. در حین کار، چرخ های چپ و راست ناگزیر روی ریل با قطرهای مختلف می چرخند و در نتیجه باعث لغزش و سایش چرخ می شود. هنگام ترمزگیری، آج چرخ نیز به شدت توسط کفشک های ترمز ساییده می شود و دمای بالا ایجاد می شود.

همه اینها مستلزم آن است که مواد آج چرخ باید دارای استحکام، سختی، چقرمگی ضربه و مقاومت در برابر سایش خوب باشد. توپی فشار داده شده روی محور عمدتاً نیروی الاستیک را تحمل می کند و پره ها یا پره ها فقط فشار و نیروی خمشی را تحمل می کنند که به چقرمگی بالایی نیاز دارد.

مرکز تایر و چرخ چرخ لاستیک می تواند از مواد مختلفی ساخته شود، بنابراین بهتر می تواند شرایط فوق را برآورده کند. چرخ انتگرال از نظر مقاومت در برابر سایش آج از چرخ لاستیک پایین تر است، اما از نظر وزن سبک تر و ارزان تر است. مهمتر از آن، لاستیک شل نمی شود و ترک نمی خورد. راه‌آهن چین همچنان از چرخ‌های تایر در لوکوموتیوها استفاده می‌کند و تمام وسایل نقلیه مسافری و باری از چرخ‌های فولادی یکپارچه استفاده می‌کنند.

مقدار اسمی قطر چرخ، قطر دایره نورد است (دایره ای که از تقاطع صفحه موازی با ضلع داخلی چرخ و آج چرخ تشکیل می شود). قطر چرخ واگن های باری، واگن های مسافری، موتورهای احتراق داخلی و لوکوموتیوهای الکتریکی مورد استفاده در راه آهن چین به ترتیب 840 میلی متر، 915 میلی متر، 1050 میلی متر و 1250 میلی متر است. قطر چرخ های مختلف لوکوموتیو بخار با مدل متفاوت است و قطر چرخ های متحرک معمولاً بین 1370 تا 2000 میلی متر است.

خط کانتوری که توسط لبه چرخ و آج روی قسمت شعاعی چرخ تشکیل می شود. انتخاب لبه چرخ و شکل آج نه تنها بر سایش و عمر چرخ تأثیر می گذارد، بلکه مستقیماً بر عملکرد عبور منحنی و کیفیت عملکرد لوکوموتیو و وسیله نقلیه تأثیر می گذارد. رینگ چرخ‌ها را قادر می‌سازد تا از منحنی‌ها و پیچ‌ها به‌طور مطمئن و بدون خروج از ریل عبور کنند. آج مخروطی است، با مخروطی 1:10 در نزدیکی دایره نورد.

هنگام عبور از یک منحنی، چرخ بیرونی روی ریل بیرونی با قطر بیشتر نزدیک به لبه و چرخ داخلی روی ریل داخلی با قطر کمتر می غلتد، به طوری که از یک طرف چرخ ها نقش هدایت کننده را ایفا می کنند. با تغییر جهت خط و در عین حال تفاوت در فاصله چرخش بین چرخ داخلی و چرخ بیرونی می تواند تأثیر اختلاف طول ریل داخلی و ریل بیرونی را جبران کند.

هنگام دویدن در یک خط مستقیم، اگر مجموعه چرخ از موقعیت مرکزی خود روی خط منحرف شود، تفاوت بین شعاع غلتشی دو چرخ باعث می شود که چرخ در جهت بازیابی موقعیت مرکزی خود حرکت کند. مخروطی سمت بیرونی چرخ 1:5 است که می تواند اختلاف شعاع غلتشی دو چرخ مجموعه چرخ را افزایش دهد و عبور از منحنی شعاع کوچک را آسان کند. با این حال، آج مخروطی شکل نیز ریشه حرکت مار مانند لوکوموتیوها و وسایل نقلیه است و بر کیفیت دوندگی تأثیر می گذارد. کاهش مخروطی آج برای مهار حرکت شکار مفید است، اما ساییدگی رینگ چرخ به وضوح تشدید می‌شود و چرخه چرخ و عمر چرخ‌ها بسیار کوتاه می‌شود.

این روش فقط در برخی از قطارهای مسافربری پرسرعت استفاده می شود. از طرف دیگر، پروفیل آج رینگ چرخ در مرحله اولیه کار سریعتر ساییده می شود و سپس به پایداری تمایل پیدا می کند و سایش کندتر می شود. پس از تعمیر چرخشی، شکل را نمی توان برای مدت طولانی حفظ کرد و مقدار برش فلز بسیار زیاد است. بنابراین راه‌آهن‌ها در برخی از کشورها نوعی پروفیل آج چرخ را در نظر گرفته‌اند که نزدیک به حالت سایش نسبتاً پایدار است و به آن آج سایشی نیز می‌گویند. اتخاذ این شکل نه تنها می تواند سایش چرخ را کاهش دهد و چرخه تعمیر چرخشی را طولانی تر کند، بلکه به دلیل بهبود وضعیت تماس چرخ و ریل، استرس تماس را نیز کاهش می دهد.