搞定了轨道，蒸汽火车的研发算是正式拉开了序幕！朱靖坤则是将第一期的铁路规划图交给了建设部，让他们可以开始按照设计工艺建造铁路了！
第一期的铁路是福田铁路与漳田铁路，福田铁路是从福州到大田的！前期的煤、铁、铜、军工、机械等都是在大田生产的！铁路当然要从大田开始修建！
漳田铁路是漳州到大田的！漳州是未来进攻广州的桥头堡，也是防御福康安的第一阵地！连通大田不仅方便运输货物，也可以从福州坐火车直达漳州！
两条铁路的建设任务交给建设部，朱靖坤则开始一心扑到了蒸汽火车的研发上！别到时候铁路修通了，火车还没影子呢！
虽然朱靖坤知道研发蒸汽火车的难度，可他没想到上来就在车机部分遇到了大难题，那就是变速箱！
蒸汽机的变速问题一上来阻碍了车机的研发。想给蒸汽机加装变速箱，简直是太疯狂了！朱靖坤无论怎么想都想不明白应该怎么做！内燃机的变速箱是和发动机连接在一起的！但是蒸汽机属于外燃型发动机，且传动装置也是外置的！
所以想给蒸汽机加装变速箱简直就是异想天开，但是火车又必须有变速装置，要不然就无法控制车速，也无法控制扭矩。
既然无法在蒸汽机上加装变速箱，那就只能从传动系统和车轮上想办法了。
经过一个多月抓耳挠腮的研究，朱靖坤带着车机组经过大量的实验终于解决了这个问题。
最终设计完成的车头，它的两边各有三个动轮，第三个动轮上装着有被蒸汽活塞推动的摇杆，带动轮轴上的曲拐，推动轮子转起来。这个曲拐还会通过连杆带动前面两个动轮同步转动。
曲拐头部还装了一个偏心曲拐，当轮子转起来时就会带动上面的偏心杆前后摆动，从而带动上方的月牙板在支架上摆动。月牙板摆动时又带动旁边的半径杆前后推拉运动，从而推动合并杆来移动气室里的阀门。
合并杆的另一端又连接着一根铁棍，叫做结合杆，与被气缸推动的十字头相连，而十字头又与联动的摇杆相连，两边都是一套相同的结构。
在火车头工作时，锅炉中的高压空气通过上方的管道进入气室，从而产生活塞运动为传动结构提供机械能，如果这时司机将回动机手柄调到中间的位置上，这时半径杆就会移动到月牙开槽的中点上，不再上下摆动。
此时如果轮子正在转动，合并杆就只能被结合杆单独推动，带动气室阀小幅振动，不能露出进气口送气，气缸内活塞的运动跟着缓缓停止，火车就会停止了。
当需要前进启动时，司机操作手柄前推，半径杆就会往月牙槽的下方移动，从而使气室阀的行程增大，使蒸汽推动十字头摇动轮子前进。
而相反的，当司机往后拉机动手柄，那么半径杆就会往月牙槽的上半边移动，当超过中心部位时，传动结构就带动轮子反向行驶，火车就因此开始倒退。
月牙板、偏心杆、半径杆、结合杆和合并杆构成了火车换向的回动机，并同时起到了无级变速的作用。
当蒸汽火车启动时，司机需要用力地拉手柄。因为当车启动时，需要很大的扭矩，就要将半径杆推到底，使气室阀的振幅达到最大，此时进气口的打开时间最长，蒸汽推动机械结构做功的距离也就越长，也就是所谓气缸的遮断比就越高，相应的气缸内的缸压也就越大。
蒸汽火车的半径杆在最大偏角时，气缸内的遮断比大约是70%，相当于汽车里的一档。
当达到一定时速的以后，就需要轮子以较小的扭矩来维持更高的转速，司机可以通过减小半径杆的偏角，使气室阀振幅减小。
如此一来，进气口露出时间较短，气缸遮断比减小，保持较低的平均压力来维持火车高速的往复运动，就相当于汽车的高速档。所以蒸汽火车头在平时正常速度行驶中，气缸的遮断比通常会减小到30%左右。
车机组设计的这套变速系统真的是相当简洁了，只需要通过一根平平无奇的拉杆，和几块同样普通的铁片和铁棍，就能完成蒸汽火车头的转向和无级变速。
车轮组设计的动轮组合也是巧夺天工，整套动轮系统包括弹簧悬挂装置、轮对、导轮、从轮、轴箱、导轮转向架、从轮转向架和牵引装置等构成。
轮对分导轮、动轮、从轮三种。安装在机车前转向架上的小轮对叫导向轮对，机车前进时，它在前面引导，使机车顺利通过曲线。机车中部能产生牵引力的大轮对叫动轮。机车后转向架上的小轮对叫从轮，除了担负一部分重量外，当机车倒行时还能起导轮作用。
轴箱和车辆的滑动轴承轴箱相类似，主要起润滑作用，防止车轴在高速运行时过热。弹簧装置的作用主要是缓和运行时的振动，减轻车轮对线路的冲击，另外还能把车架上部的重量平均分配给各个轮对。
车厢组设计了三款车厢以供选择，有客厢、货厢、货客厢三种！
客厢宽3.3米，高2.8米，长28米，两侧有2人和3人的座椅，一排共五个座位，每节车厢可乘坐七十人。车厢中间有过道，靠窗有茶几，每节车厢有两个门，车厢尾部有厕所。座椅上方有放随身行李物品的行李架。车厢内有电石灯用作照明。
货厢宽2.8米，高2.8米，长16米，一节车厢可载重1200石！为了方便货物装卸，因此车厢没有封顶，适合运输不怕风吹日晒雨淋的货物！
货客厢与货厢尺寸一致，不同的是车厢上侧封顶，两侧有折叠座椅，一排八个，共十六个，但是若紧急运兵的话，中间那么大的空位，能站能坐！就算都坐小马扎，一节车厢保守也能拉一百七八十人！站着的话，能挤进去多少就挤进去多少！
整个火车的项目组，也就是连接组最轻松了，詹氏车钩的原理就在朱靖坤的脑海中，将原理告诉他们，这些人以极快的速度就直接设计出了詹氏车钩的制造图纸！
至此，大明治下最厉害的物理学家、机械学家、动力学家组成的研发队伍，在朱靖坤开着上帝视角的帮助下，历经三个月的时间，整个蒸汽火车的研发终于全部结束了！
车头、车厢、车轮、横轴、悬挂、牵引、轨道等研发组提交的设计图纸以及制造图纸足足有五十多斤重！