火车变轨原理：
火车车轮与钢轨的关系：火车的车轮是压在钢轨上的，用来传递火车的重力。火车车轮内侧有一圈比车轮半径更大的圆盘，这个东西叫做“轮缘”。这薄薄的一层东西，让车轮不仅是压在轨道上，更像“卡”在轨道里面一样。这个结构就可以保证车轮始终在轨道上运行不出轨，用来控制火车运行的方向。
火车的车轮内侧有一圈凸出的轮缘，正好卡在两条钢轨的内侧。而道岔的作用就是通过对轮缘的作用力而改变行驶的方向。每条道岔前端是两条可移动的导轨，由转辙机控制，可以帖住正向或侧向的钢轨，以起到引导车轮的作用。而每个道岔的末端都有一个X型的咽喉。中间有一定的空隙，可以使各方向的车轮轮缘通过。同时这个空隙称为有害空间，会加速车轮踏面的磨损。在咽喉处另一侧的轨道内侧有一根护轮导轨，保证轮缘能顺利通过咽喉而不会走错方向而卡住。另外，假如火车是逆着道岔开岔的方向行驶时，假如该道岔没有转到火车应该通过的那个方向上，就会出事故，称为挤道岔。
道岔是一种使机车车辆从一股道转入另一股道的线路连接设备，通常在车站、编组站大量铺设。有了道岔，可以充分发挥线路的通过能力。即使是单线铁路，铺设道岔，修筑一段大于列车长度的叉线，就可以对开列车。
