機(jī)車輪對車軸是輪對轉(zhuǎn)動(dòng)的。為了運(yùn)行的安全必須嚴(yán)格控制車鈾的材質(zhì)、制造及維修要求。車軸分軸頸、軸身、輪座等幾部分。車軸受力復(fù)雜：機(jī)車重量及垂向動(dòng)態(tài)附加載荷由軸箱壓在軸頸上，牽引電動(dòng)機(jī)的扭矩通過從動(dòng)齒輪傳給車軸，作用于輪周的牽引力、通過曲線時(shí)的側(cè)壓力等均對車軸產(chǎn)生彎曲作用。由于車軸在轉(zhuǎn)動(dòng)，上述載荷在車軸內(nèi)產(chǎn)生的應(yīng)力都是交變的，所以車軸的裂損都是疲勞引起的。因此必須注意減少車軸上的應(yīng)力集中：車軸上直徑不同處的交接均用圓弧過渡，而且圓弧半徑要盡可能大些；車軸表面粗糙度必須得到保證，車軸各配合部分均須進(jìn)行磨光或滾壓。

機(jī)車輪對分為車輛輪對和機(jī)車輪對兩類。機(jī)車輪對又依機(jī)車類型分為蒸汽機(jī)車輪對、柴油機(jī)車輪對、電力機(jī)車輪對和動(dòng)車組的動(dòng)軸輪對等。柴油機(jī)車、電力機(jī)車以及動(dòng)車組的動(dòng)軸輪對在軸身上裝有傳動(dòng)齒輪現(xiàn)代高速客車和動(dòng)車組均采用盤形制動(dòng)，在軸身或車輪上裝有制動(dòng)盤。蒸汽機(jī)車的輪對有導(dǎo)輪輪對、動(dòng)輪輪對、從輪輪對和煤水車輪對之分。導(dǎo)輪輪對位于機(jī)車前部，起機(jī)車導(dǎo)向的作用。動(dòng)輪輪對起傳遞機(jī)車動(dòng)力的作用，直接由汽缸活塞(鞲鞴)通過搖桿帶動(dòng)的為主動(dòng)輪輪對，由主動(dòng)輪通過連桿帶動(dòng)的為他動(dòng)輪輪對。動(dòng)輪輪對的輪心上有曲柄、曲拐銷孔和均衡塊，且左右兩輪的曲柄在組裝時(shí)應(yīng)有90°相位差。動(dòng)輪和導(dǎo)輪的軸承都在車輪內(nèi)側(cè)。從輪輪對和煤水車輪對與客貨車輛輪對形狀相似。

機(jī)車輪對的車輪直徑以滾動(dòng)圓（與車輪內(nèi)側(cè)面平行并相距70毫米的平面與車輪踏面相交所成的圓）處的直徑為其公稱值。中國鐵路使用的貨車輪徑為 840毫米，客車輪徑為915毫米，內(nèi)燃機(jī)車輪徑為1050毫米,電力機(jī)車輪徑為1250毫米。蒸汽機(jī)車各種車輪的直徑因機(jī)型而異，動(dòng)輪直徑通常在1370～2000毫米之間。車輪壓裝在車軸上，同一車軸上兩個(gè)車輪間的距離與軌距相適應(yīng)，從而使輪對可在鋼軌上滾動(dòng)。