Железнодорожный подвижной состав имеет ряд конструктивных особенностей, обеспечивающих безопасность движения поездов. К ним можно отнести глухую насадку колес на оси и устройство гребней на каждом колесе с внутренней стороны.
Железнодорожные экипажи состоят из кузова и ходовых частей. Под ходовыми частями понимают конструкцию, которая объединяет рамы тележек (или раму экипажа) и колесные пары с буксами.
Кузов, рама тележек (экипажа) и колесные пары соединены специальными связями, которые бывают двух видов: между кузовом и рамами тележек, а также между рамами тележек и колесными парами1. Эти связи осуществляют передачу сил (вертикальных и горизонтальных) между кузовом и тележками, тележками и колесными парами, между самими тележками. Связи между кузовом и рамами тележек, а также между рамой тележек и колесными парами, предназначенные для передачи вертикальных сил, называют подвешиванием, которое может быть одноступенчатым (одинарным) или двухступенчатым (двойным).
Упругие связи между колесными парами и рамой тележки называют первой ступенью подвешивания (буксовым подвешиванием); упругие связи между рамой тележки и кузовом — второй ступенью подвешивания.
Горизонтальные связи колесных пар с тележками обеспечивают так называемые поперечные разбеги колесных пар в тележке — ограниченное упругое перемещение колесных пар в тележке.
При одноступенчатом подвешивании вертикальная нагрузка от кузова на тележку передается через опоры. Они могут располагаться в центре тележки, являясь шкворнем, такие опоры называют центральными.
Центральные опоры применяют у грузовых вагонов с одноступенчатым подвешиванием, у транспортеров и ряда устаревших тепловозов (ТЭ1, ТЭ2) и электровозов (ВЛ23, ВЛ8).
Кроме центральных опор, применяют и дополнительные опоры: боковые, расположенные по обеим сторонам тележки, и продольные, расположенные спереди и сзади по отношению к центральной опоре.
У грузовых вагонов боковые опоры (так назыаемые скользуны) делают жесткими. На них в процессе движения может опереться кузов при потере равновесия (перевалке). Если зазоры между скользунами, суммарная величина которых не должна превышать 20 мм, при движении не выбираются, то тележки свободно поворачиваются относительно шкворней. В этом случае статический прогиб рессорных комплектов вагонов на тележках ЦНИИ-ХЗ при стандартной жесткости рессорных комплектов около 400 кг/мм составляет около 52 мм.
Между рамами тележек и колесными парами также имеются вертикальные и горизонтальные связи. Рама тележки передает колесным парам вертикальные силы через рессорное подвешивание, которое состоит из рессор, пружин, балансиров с соединительными деталями (рессорными подвесками, стойками, валиками и т.п.).
Рессорное подвешивание характеризуют жесткостью, которая выражается усилием, необходимым для перемещения колеса относительно рамы тележки на 1 мм.
Горизонтальные связи колесных пар с рамой тележки выполняют в виде буксовых направляющих или в виде буксовых поводков. Распространение получают поводковые и резино-металлические буксы. Для гашения или ограничения амплитуд колебаний применяют фрикционные или гидравлические гасители колебаний (демпферы). Листовые рессоры в большинстве случаев являются и гасителями вертикальных колебаний; скользящие опоры уменьшают энергию колебаний виляния; известны и фрикционные гасители колебаний.
В локомотивах применяют дисковые фрикционные гасители с постоянной силой трения. Сила трения фрикционных гасителей колебаний в двухосных тележках ЦНИИ-ХЗ грузовых вагонов пропорциональна перемещениям. Гидравлическими гасителями оборудуют тележки скоростных экипажей.
Существенное влияние на процессы взаимодействия пути и подвижного состава оказывают как массы колесных пар, тележек, кузова и других элементов механической части экипажа, соединенных между собой упругими или жесткими связями, так и масса (момент инерции) привода — тяговых двигателей и передаточных механизмов, соединенных с тележкой или колесными парами жесткими или упругими связями.
Различают опорно-осевое и опорно-рамное подвешивание тягового привода локомотивов. При опорно-осевом подвешивании (грузовые локомотивы и локомотивы со сравнительно невысокой скоростью движения) тяговый двигатель одной стороной жестко опирается на ось колесной пары через моторно-осевые подшипники, а с другой — упруго подвешивается к поперечной балке рамы тележки. В этом случае значительная часть массы двигателя и редуктора жестко соединена с осью, что существенно увеличивает динамическое воздействие локомотива на путь.