Вал-шестерня является основным приводным элементом большинства узлов зубчатой передачи. Вал передает входной сигнал от приводного вала или кривошипа к остальным шестерням для создания работы, для которой предназначена зубчатая передача. Вал-шестерня может передавать это приводное движение на линейный редуктор или на прямоугольный конический редуктор, например, дифференциал автомобиля. Валы-шестерни и связанные с ними ведущие шестерни обычно представляют собой цельные узлы, изготовленные из цельного куска стальной заготовки. Валы-шестерни могут проходить через несколько опорных подшипников на своем пути и, как правило, имеют выходное уплотнение в приложениях, связанных с маслонаполненными коробками передач.
Большинство зубчатых передач в сборе преобразовывают механическое вращение в выходной сигнал повышенной или пониженной скорости или крутящего момента. Они также позволяют регулировать направление ввода для управления элементами под прямым углом. Большинство входных приводов снабжены приводным валом или кривошипно-шатунным механизмом. Типичными примерами этих входов являются приводной вал и дифференциал автомобиля, а также приводной механизм рыболовной катушки. Оба принимают входной сигнал от приводного вала или кривошипа барабана и передают вращательное движение на ряд шестерен через вал-шестерню. Таким образом, вал-шестерня образует первую ступень зубчатой передачи.
Валы-шестерни обычно снабжены одной или несколькими шестернями, которые передают привод на остальную часть зубчатого колеса. Большинство валов-шестерней и шестерен представляют собой цельные детали, изготовленные из цельной стальной заготовки. Это увеличивает прочность вала и, как следствие, его способность поглощать значительный крутящий момент, приложенный к нему во время работы. К сожалению, это обычно означает, что изношенная или сломанная шестерня требует замены как шестерни, так и вала.
Эти валы, как правило, довольно короткие, охватывают только промежуток между входом коробки передач и первой шестерней в поезде. . В некоторых конструкциях зубчатых передач вал проходит через подшипник или втулку, которые поддерживают вал и уменьшают трение. В герметичных коробках передач, работающих в масляной ванне, вал-шестерня должен быть оснащен масляным уплотнением в месте выхода из коробки передач. Более простые открытые приводы, такие как ручные открыватели дверей и рукоятки насосов, имеют открытые узлы вала-шестерни, которые полагаются на ручную точечную смазку. В некоторых зубчатых передачах вал-шестерня в сборе будет сделан из более твердого материала, чем шестерни, которые она приводит в движение, поскольку передаточные числа коробки передач означают, что они испытывают более высокую скорость контакта шестерни с зубьями.