Perusmuodossaan vaihteet ovat pyöreitä, hammastettuja laitteita, jotka muuntavat moottorin nopeuden vääntömomentiksi. Hammaspyörät on joko asennettu hammaspyörän akseliin tai osana sitä. Monissa yleisimmissä hammaspyörissä on keskellä reikä, jota kutsutaan reiällä, jonka läpi hammaspyörän akseli on asennettu. Kun hammaspyörän akseli pyörii, myös hammaspyörä pyörii.
Pohjimmiltaan hammaspyörän akseli on vaihteen akseli, joka tarjoaa pyörimisen, joka mahdollistaa yhden vaihteen kytkeytymisen ja pyörimisen toisen kanssa. Tämä prosessi, joka tunnetaan yleisesti nimellä vaihteiston vähennys, on välttämätön hevosvoimien siirtämiseksi moottorista käyttömekanismiin. Moottorin nopeuden muuntaminen vääntömomentiksi on voimaa, joka tuottaa käyttövoimaa, kuten auton pyörien voimanlähteenä. Auton vaihteistossa olevien vaihteiden ja akselien avulla moottori voi käydä tasaisella nopeudella, kun taas auton pyörät voivat käyttää samaa moottorin pyörimissuuntaa ja nopeutta ajaakseen nopeammin tai hitaammin tai jopa peruuttaakseen.
Hammaspyörän akseli kulkee vaihteen keskireiän läpi, jotta se voi pyöriä.
Tavallisen automoottorin vauhtipyörä on kytketty hammaspyörän akseliin, johon on asennettu useita erikokoisia vaihteita. Akselin vaakasuoralla liikkeellä nämä päävaihteet kytkeytyvät ja irrotetaan muiden suurempien ja pienempien hammaspyörien kanssa, jotka on myös asennettu hammaspyörän akseliin. Samoin vetoakseli, joka välittää voiman ajoneuvon vaihteiston vaihteista akselille ja vetopyörille, on hyvin yleinen esimerkki hammaspyörän akselista.
Helikopterin moottorin pystysuora poikkiakselin hammaspyörä kytkeytyy yhteen tai useampaan vaakasuoraan akselivaihteeseen roottorin kääntämiseksi.
Hammaspyörän akseli voi sisältää myös akseliin integroituja hammaspyörän hampaita, jolloin niistä tulee akselin hammaspyörä. Tällaista akselia, jossa on hammaspyörät molemmissa päissä, kutsutaan poikkiakselivaihteeksi. Kartiohammaspyörät ja kierrehammaspyörät ovat risteäviä akselipyöriä. Hyvä esimerkki tällaisesta voimansiirrosta on helikopterin roottori. Moottorin pystysuorat poikkiakselivaihteet kytkeytyvät yhteen tai useampaan vaakasuoraan akselipyörään roottorin kääntämiseksi.
Tavallisen automoottorin vauhtipyörä on kytketty hammaspyörän akseliin, johon on asennettu useita erikokoisia vaihteita.
Sama periaate pätee autoihin. Voimansiirtoakseli on yleensä vaihteiston päätyakseli ja tasauspyörästön pään leikkaava akselin hammaspyörä. Tämä konfiguraatio mahdollistaa pystysuuntaisen liikkeen muuntamisen vaakasuuntaiseksi liikkeeksi.
Jotkut eri tyyppiset vaihdeakselit ovat epäkeskoakseli, kytkinvaihdeakseli, kiila-akseli ja kiila-akseli. Raskaisiin sovelluksiin tarkoitetut hammaspyörät on todennäköisesti valmistettu vahvasta metallista. Muita näiden akselien valmistukseen käytettyjä materiaaleja ovat kupari, alumiini ja muovi. Keskiaikaisissa hiomalaikoissa yleisesti käytetyt alkuperäiset hammaspyörän akselit valmistettiin puusta.
