輪軸は、車両用輪軸と機関車用輪軸に分けられます。機関車用輪軸は、機関車の種類によって、蒸気機関用輪軸、ディーゼル機関用輪軸、電気機関車用輪軸、複数ユニットの動車軸輪軸に分けられます。ディーゼル機関車、電気機関車、エミューの動車軸輪軸は、車軸本体に伝動装置が装備されています。現代の高速客車やエミューはディスクブレーキを採用しており、ブレーキディスクは車軸本体または車輪に取り付けられています。

蒸気機関車の輪軸は、案内輪軸、動輪軸、従動輪軸、石炭水輪軸に分けられます。案内輪軸は機関車の前部にあり、機関車の誘導の役割を果たします。動輪軸は機関車の動力を伝達する役割を果たします。駆動輪軸はロッカーを介してシリンダーピストン（ピストン）によって直接駆動され、駆動輪軸はコネクティングロッドによって駆動されます。動輪軸の車輪中心にはクランク、クランクピンホール、バランスブロックがあり、組み立て時に左右の車輪のクランクは90度の位相差を持つ必要があります。動輪と案内輪のベアリングは車輪の内側にあります。従動輪軸と石炭水輪軸の形状は、旅客車と貨物車の輪軸に似ています。

輪軸は、車軸に適用するベアリングの種類によって、転がり軸受輪軸と滑り軸受輪軸に分けられます。中国鉄道の客車にはすべて採用されており、転がり軸受輪軸を採用した貨車の数も日々増加しています。

貨車用滑り軸受の輪軸は、最大許容車軸荷重（輪軸がレールに及ぼす最大静圧）の違いにより、B、C、D、Eの4種類に分けられ、各種類の輪軸の車軸と車輪の寸法は、車輪径を除いて異なります。客車と貨車の転がり軸受輪軸には、RC、RD、REの3種類があり、同じ輪軸でも転がり軸受のモデルが異なるため、ジャーナル長さが異なります。そのため、RC、RDなどの番号で区別しています。車軸は、中炭素の高品質鋼から異なる直径の円筒に鍛造されています。車両の種類に応じて、機関車用車軸と客車とトラック用車軸に分けられます。軸受の種類に応じて、滑り軸受車軸と転がり軸受車軸に分けられます。

① 車輪が押される車輪座は、車軸上で最も直径が大きい部分でもあります。

（２）ジャーナル、ベアリングと相互作用する車軸の部分。

（３）車軸本体、２つの車輪の間の部分。客車や貨車の車軸本体は車輪座から中心に向かって徐々に縮むものや、円筒形の長さのものがある。ディーゼル機関車や電気機関車の変速機やディスクブレーキ付き機関車車軸の車軸ブレーキディスクは車軸本体に取り付けられている。

（４）防塵板座、客車及び貨車の車軸上の車軸ジャーナルと車輪座との間の移行部であり、ここに摺動車軸箱の防塵板又は転動車軸箱の後部バッフルが取り付けられる。

⑤ 車軸カラーは、客車や貨車の車軸の両端にある車軸ジャーナルから突出する部品で、滑り軸受が車軸ジャーナル上で過度に動くのを防ぐために使用され、転がり軸受車軸には車軸カラーはありません。

⑥ジャーナルの背面肩部と防塵板座面付近のジャーナル部は、急激な径変化による応力集中を避けるため円弧遷移形状となっている。

機関車や鉄道車両の車軸にかかる荷重は常に変化しており、輪軸が回転し続けるため、車軸には交番応力が発生します。そのため、車軸材料の耐久限度を向上させる必要があります。このため、製造工程では、車軸を全長回転切削で加工し、ジャーナルとホイールシートを転造で強化し、ホイールシートとジャーナル後肩のアーク遷移（転がり軸受）に負荷軽減溝を設定する必要があります。使用期間全体にわたって、厳格な超音波および電磁探傷を実施する必要があります。

車軸は通常中実ですが、断面における車軸応力の分布は不均一で、表面に近いほど応力が大きくなり、中央の応力は非常に小さくなります。そのため、中実車軸の代わりに中空車軸を使用することで、ばね下重量が機関車や線路に及ぼす有害な影響を軽減することができます。中空車軸は、一部の国の鉄道で長年試みられてきましたが、使用中の応力状態が複雑なため、現在も研究と改良が進められています[1]。

車輪は車軸に押し付けられ、同じ車軸上の 2 つの車輪間の距離がゲージに適合され、輪軸がレール上を転がることができるようになります。

車輪がレールと接触する部分、つまり車輪の外輪は、一体型車輪ではリム、タイヤホイールではタイヤと呼ばれます。リムまたはタイヤのレールと接触する表面はトレッドと呼ばれ、トレッドの片側の隆起部分はリムと呼ばれます。リムはレールの内側にあり、輪軸の脱線を防ぎ、ガイドの役割を果たします。車輪と車軸が組み合わされる部分はハブと呼ばれます。ハブとリムはスポークで接続されています。スポークは連続したディスクであり、スポークと呼ばれます。また、半径方向に沿って配置された多数のシリンダーであり、スポークと呼ばれます。

構造によって、車輪はタイヤホイールと一体型ホイールの2種類に分けられます。タイヤホイールは、タイヤをホイールセンターに熱間圧入方式で取り付け、保持リングを挿入して作られます。保持リングは、タイヤとホイールセンターが緩んでいるときにタイヤが外れるのを防ぎ、安全停止の役割を果たします。一体型ホイールは、タイヤをホイールセンターのリムと一体化します。また、一部の国では、リムとウェブの間に弾性要素を備えたホイールも採用されています。このタイプのホイールは弾性ホイールと呼ばれ、通常は地下鉄車両にのみ使用されます。

運転中、車輪とレールの接触部は大きな圧力を受け、接触面は弾性変形と大きな接触応力を生じます。運転中、左右の車輪は必然的に異なる直径のレール上を転がり、滑りや車輪の摩耗が生じます。ブレーキをかけると、車輪の踏面もブレーキシューによってひどく摩耗し、高温が発生します。

これらすべての要件を満たすには、車輪の踏面の材質に高い強度、硬度、衝撃靭性、優れた耐摩耗性が求められます。車軸に押し付けられたハブは主に弾性力を負担し、スポークまたはスポークは圧力と曲げ力のみを負担するため、高い靭性が求められます。

タイヤとホイールのホイールセンターは異なる材料で作ることができるため、上記の要件をよりよく満たすことができます。一体型ホイールはトレッドの耐摩耗性ではタイヤホイールに劣りますが、重量が軽く、コストが安いです。さらに重要なのは、タイヤが緩んで割れないことです。中国鉄道は今でも機関車にタイヤホイールを使用しており、すべての旅客車両と貨物車両は一体型スチールホイールを使用しています。

車輪径の公称値は、転動円（車輪の内側に平行な平面と車輪の踏面の交点によって形成される円）の直径です。中国鉄道で使用されている貨車、客車、内燃機関車、電気機関車の車輪径は、それぞれ 840mm、915mm、1050mm、1250mm です。蒸気機関車の各種車輪の直径はモデルによって異なりますが、動輪の直径は通常 1370～2000mm です。

車輪の半径部分で車輪の縁と踏面によって形成される輪郭線。車輪の縁と踏面の形状の選択は、車輪の摩耗と耐用年数に影響するだけでなく、機関車と車両の曲線通過性能と走行品質にも直接影響します。縁により、車輪は脱線することなく曲線と分岐器を確実に通過できます。踏面は円錐形で、転動円の近くでは 1:10 のテーパーになっています。

カーブを通過する際、外輪はリムに近い大径の外レール上を転がり、内輪は小径の内レール上を転がります。これにより、輪軸は一方では線路方向の変更をガイドする役割を果たし、同時に、内輪と外輪の転がり距離の差が、内レールと外レールの長さの差の影響を補うことができます。

直線走行時に、輪軸が直線上の中心位置から外れると、2つの車輪の回転半径の差により、輪軸は中心位置を復元する方向に移動します。車輪の外側のテーパーは1：5で、輪軸の2つの車輪の回転半径の差を大きくし、小半径カーブを通過しやすくなります。しかし、円錐形のトレッドは、機関車や車両の蛇行運動の根源でもあり、走行品質に影響を与えます。トレッドのテーパーを小さくすると、ハンチング運動を抑えるのに役立ちますが、車輪のリムの摩耗が明らかに悪化し、車輪の周期と車輪の耐用年数が大幅に短くなります。

この方法は、一部の高速旅客列車でのみ使用されています。一方、車輪リムのトレッドプロファイルは、運行初期には摩耗が速く、その後は安定する傾向があり、摩耗が遅くなります。回転修理後、形状を長期間維持できず、金属切削量が非常に大きくなります。そのため、一部の国の鉄道では、比較的安定した摩耗状態に近い一種の車輪トレッドプロファイルを採用しており、摩耗トレッドとも呼ばれています。この形状を採用すると、車輪の摩耗を減らし、回転修理サイクルを延ばすだけでなく、車輪とレールの接触状態を改善することで接触応力を軽減することもできます。