机车轮对的轮心与车轴接触部分称轮毂，轮心和轮箍接触部分称轮辋。轮毂与轮辋之间的连接部分为轮辐。轮辐通常采用辐板式，车轮直径较大时，例如蒸汽机车的动轮，轮辐采用箱式或辐条式。轮心的结构要保证足够的强度又要尽量减轻重量。

轮毂上有一油孔，平时用螺堵堵上，需要从车轴上卸下车轮时，用的高压油泵，向油孔压油，可减少车轮退出所需的压力，也使接触面不易拉伤。有一些内燃机车的车轴上，装有长毂和短毂两种轮心，在长毂轮心上套装从动齿轮，这可以比从动齿轮直接装在车轴上减小车轴应力和避免压装从动齿轮时擦伤车轴，但轮对重量有所增加。

一种机车轮对应用于电机车，蓄电池机车，工矿机车，隧道机车，钢包机车，铁路客车，检修机车，旅游小火车，包括车轴，车轴的两端均连接有车轮（1）；其特征在于所述车轴包括两个柱体（2）和一个第二柱体（3），柱体（2）的直径小于第二柱体（3）的直径，第二柱体（3）的直径大于车轮（1）轮毂孔的内径，两个柱体（2）分别位于第二柱体（3）的两端，且它们间均呈同心连接；所述车轮（1）轮毂孔的内周面上沿其周向均布有径向的外凸起（4），所述柱体（2）的外侧壁上沿其周向均布有与车轮（1）轮毂的外凸起（4）相配合的径向的凹槽（5），车轮（1）轮毂孔均套在相应的柱体（2）上，且车轮（1）轮毂的外凸起（4）与柱体（2）的凹槽（5）间呈一一对应配合，车轮（1）与柱体（2）间呈滑动配合；所述柱体（2）的外端上均有螺纹，螺纹上均配合有顶紧螺母（6），在顶紧螺母（6）拧紧时，车轮（1）轮毂的内侧面与对应的第二柱体（3）和柱体（2）相连的那一端呈紧密配合。

机车轮对按车轴适用的轴承类型可分为滚动轴承轮对和滑动轴承轮对。中国铁路的客车已全部采用，采用滚动轴承轮对的货车也日益增多。按照大允许轴重(轮对加于钢轨上的大静压力)的不同,货车滑动轴承轮对分为B、C、D、E四种型别,各型轮对的车轴和车轮的各部尺寸除车轮直径外均不相同；客、货车滚动轴承轮对也有RC、RD和RE三种型别，而且同型轮对中还因装用滚动轴承的型号不同而有不同的轴颈长度,用下标号以区别之,如RC、RD等。车轴　用中碳钢锻造而成具有各段不同直径的圆柱体。按车种可分为机车车轴和客、货车车轴。按轴承类型可分为滑动轴承车轴和滚动轴承车轴。

机车轮对的车轮在运用中与钢轨接触部分承受很大的压力和，其接触表面产生弹性变形和很大的接触应力；在运行中，左右两轮不可避免地以不同直径在钢轨上滚动，产生滑行和车轮磨耗；在制动时，车轮踏面还受到闸瓦的剧烈磨损，并产生高温。所有这些，要求车轮踏面部分的材质必须具有很高的强度、硬度和冲击韧性，并具有良好的耐磨性。压装在车轴上的轮毂主要承受弹性力，辐板或辐条只承受压力和弯曲力，这些部分要求有较高的韧性。轮箍轮的轮箍和轮心，可以采用不同材质，因而能够较好地满足上述要求。整体轮在踏面耐磨性方面不如轮箍轮，但其重量较轻，费用较省，更重要的是轮箍不会松弛和崩裂。中国铁路在机车上仍用轮箍轮，在客、货车辆上已全部使用整体辗钢轮。