蒸汽机车按轴式排列分
即将机车的导轴、动轴和从轴的数量用三个阿拉伯数字依次来表示。我国主型蒸汽机车轴式排列为：1-5-1(前进型)1-4-1(建设型;解放型) 2-3-1(人民型、胜利型) 胜利1-3-1(跃进型)前进型又分为四轴煤水车和六轴煤水车两种
适应于牵引旅客列车的机车适应于牵引旅客列车的机车
客运机车
对客运机车的要求是，能高速运行，通过曲线时运行平稳。因此，这种机车的动轮直径较大，并在动轮前方设有二轴导轮转向架。
货运机车
适应于牵引货车的机车
对货物列车的主要要求是，能够以普通的速度牵引较重的列车。因此，重型蒸汽机车收购，这种机车一般动轮较多，动轮直径比客运机车的小，吉林蒸汽机车，汽缸直径较大，具有较大的牵引力和粘着重量。为了使机车易于安全通过曲线，一般均装有单轴导轮转向架。（如前进型蒸汽机车）
调车机车
对调车机车的要求是，老式蒸汽机车收购，便于通过道岔及半径较小的曲线以及有足够的牵引力，司机室的设置须便于撩望。因此，这种机车的车身较短，动轮直径较小。我国没有专门类型的蒸汽调车机车，一般是使用旧型货运机车来代替。
瓦特发明蒸汽机后，1804年英国人r.特里维西克创造了一辆铁路蒸汽机车(图1)，锅炉蒸汽压力为0.294兆帕（3.0千克力／厘米2），锅炉内装有一个平放的汽缸。机车有两对动轮，由齿轮传动，轴列式为0-2-0。机车装有一个大飞轮，借助于它的旋转惯性动力，保持汽缸活塞的往复运动。机车重4.5吨，时速8公里，能牵引10吨货物，5节车，可乘70名旅客。这一实践证实两个重要现象：光滑的铁的机车驱动轮可在光滑的铁轨上运行而不会空转；机车可以拖动本身重得多的东西。后人继起研究，得知轮轨间粘着力、粘着重量、粘着系数、粘着牵引力等的相互关系。这个问题涉及如何利用有限的机车粘着重量牵引更多的载重，至今仍在继续探讨。
1814年7月英国发明家g.斯蒂芬森造出他的机车，被誉为成功的机车。后来主要由g.斯蒂芬森之子r.斯蒂芬森设计建造的“火箭”号蒸汽机车（见彩图）于1829年10月参加蒸汽机车比赛，以运行可靠、速度快得奖。比赛时时速为47公里。“火箭”号机车采用卧式多烟管锅炉，报废蒸汽机车收购，传热面积大，生成蒸汽快，锅胴与火箱拼接在一起，锅炉蒸汽压力为0.345兆帕（3.5千克力/厘米2）；有两个与水平线成35°角斜装于锅炉两后侧的汽缸；有一对装于机车前部的动轮，动轮车轴左右各装一曲拐，互成直角，使机车动轮曲拐停在任何位置均能起动，轴列式为0-1-1。乏汽从烟筒喷出，以诱导通风，促进燃烧。“火箭”号重4吨，能牵引装载重量三倍于机车自重的车厢。这是初具现代蒸汽机车基本构造特征的蒸汽机车。1830年r.斯蒂芬森又造出“行星”号机车，将卧式锅炉的内外火箱和烟箱制成一整体，这种形式的锅炉后称为机车式锅炉。“行星”号机车的两个汽缸装于锅炉前端的烟箱下部车架内侧水平位置，称为内汽缸式机车，只有一对动轮，装在后部，轴列式为1-1-0。运行时上下颠抖减轻。蒸汽机车的基本构造形式除广泛采用外汽缸式（汽缸装于车架前端两外侧）外，迄今无多大变化。
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