I sin mest grundläggande form är växlar cirkulära, tandade enheter som omvandlar motorvarvtalet till vridmoment. Kugghjul är antingen monterade på eller en del av en kuggaxel. Många av de vanligare kugghjulen har ett hål i mitten, så kallat hål, genom vilket kugghjulsaxeln är monterad. När kugghjulsaxeln roterar roterar även kugghjulet.
I huvudsak är en växelaxel axeln på ett kugghjul som ger den rotation som gör att ett kugghjul kan kopplas in och rotera med ett annat. Denna process, allmänt känd som växlingsreduktion, är väsentlig för att överföra hästkrafter från motorn till drivmekanismen. Omvandlingen av motorvarvtal till vridmoment är den kraft som ger drivkraft, till exempel att driva hjulen på en bil. Med växlar och axlar i bilens transmission kan motorn gå med konstant hastighet, medan bilens hjul kan använda samma motorrotationsriktning och hastighet för att gå snabbare eller långsammare, eller till och med backa.
Kugghjulsaxeln passerar genom kugghjulets centrala hål så att den kan rotera.
Svänghjulet på en vanlig bilmotor är kopplat till en växelaxel på vilken ett antal olika storlekar av kugghjul är monterade. Genom axelns horisontella rörelse kopplas dessa huvudväxlar in och ur med andra större och mindre kugghjul som också är monterade på kugghjulsaxeln. På liknande sätt är en drivaxel som överför kraft från växlarna i ett fordons transmission till axeln och drivhjulen ett mycket vanligt exempel på en växelaxel.
Ett vertikalt tväraxelkugghjul från helikoptermotorn kopplas in med ett eller flera horisontella axelkugghjul för att vrida rotorn.
Kugghjulsaxeln kan också innehålla kugghjul integrerade i axeln och blir därmed axelkugghjulet. En sådan axel med kugghjul i båda ändar kallas ett tväraxeldrev. Koniska kugghjul och spiralformade kugghjul korsar axeldrev. Ett bra exempel på denna typ av transmission är en helikopterrotor. Vertikala tväraxelkugghjul från motorn kopplas in med en eller flera horisontella axelkugghjul för att vrida rotorn.
Svänghjulet på en vanlig bilmotor är kopplat till en växelaxel på vilken ett antal olika storlekar av kugghjul är monterade.
Samma princip gäller för bilar. Transmissionsaxeln är vanligtvis transmissionsändaxeln och differentialänden som korsar axeldrevet. Denna konfiguration tillåter omvandling av vertikal rörelse till horisontell rörelse.
Några olika typer av kuggaxlar är excentrisk axel, kopplingsväxelaxel, splineaxel och nyckelaxel. Kugghjul för tunga applikationer är sannolikt gjorda av stark metall. Andra material som används för att tillverka dessa axlar är koppar, aluminium och plast. De ursprungliga kuggaxlarna som vanligtvis finns i medeltida slipskivor var gjorda av trä.
