Безрамная тележка вагона КТМ-5М3 состоит из двух продольных балок 2 с лапами. Этими лапами продольные балки упираются через резиновые прокладки на кожуха тяговых редукторов в местах расположения осе-буксовых подшипников. Для фиксирования продольных балок от проворачивания относительно кожухов редуктора предусмотрены специальные упоры. К лапам продольных балок болтами закреплены крышки лап кожухов редукторов 5 и 13.
    Корпус редуктора состоит из двух кожухов: одного длинного 1 и другого короткого 12 с вертикальным разъемом. Внутри кожухов и другого короткого 12 с вертикальным разъемом. Внутри кожухов на сферических роликовых подшипниках установлена ось колесной пары с подрезиненными колесами 11. Положение кожухов редукторов фиксируется реактивными упорами квадратного сечения, входящими в окнах лап продольных балок. При износе реактивных упоров в процессе эксплуатации вагона через образовавшиеся зазоры возникает качка редукторов, которая устраняется прокладками, ввариваемыми в окна лап продольных балок.
    Продольные балки 2 изготовлены из гнутого U-образного профиля Ст. 25 толщиной стенок 12 мм. Для увеличения прочности продольной балки открытый участок профиля закрывается приваренным стальным листом толщиной 10 мм. К концам продольных балок прикреплены стальные литые апы с разъемом в нижней части.
    К верхней плоскости балки приварены концевая стальная подставка для рессор, два упорных кронштейна шкворневой балки и опоры балки подвешивания тяговых двигателей.
    К боковой плоскости продольной балки приварены два кронштейна подвески рельсового тормоза, а в центре балки - кронштейн тяги шкворневой балки.
    К боковое полке балки присоединен кронштейн подвески тормозного электромагнита барабанного тормоза.
    На продольных балках 2 поперек тележки установлена шкворневая балка 3, в середине которой расположен шкворневой пятник 10. На шкворневой пятник опирается шкворневая балка рамы кузова вагона.
    На концах шкворневых балок имеются две шарнирные тяги, соединенные с продольными балками тележки и ограничивающие вертикальное ее перемещение. Перемещение шкворневой балки в горизонтальной плоскости ограничивается кронштейнами, приваренными к продольным балкам. Этими кронштейнами воспринимаются также продольные усилия, передаваемые кузовом тележке.
    Между кронштейнами и шкворневой балкой размещены резиновые буфера 9, которые с одной стороны входят в пазы шкворневой балки, а с другой стороны прилегают к кронштейнам и ограничивают ее горизонтальные перемещения.
    Шкворенвая балка своими концами опирается на амортизаторы, установленные на продольных балках тележки. Амортизация состоит из шести резиновых колец и двух стальных пружин и является центральным рессорным подвешиванием тележки.
    На каждой тележке имеется по два тяговых электродвигателя 6.
    На балках 7 и 14 установлены тяговые электродвигатели. Каждый электродвигатель крепится четырьмя болтами, пропущенными через отверстия в приливах корпуса электродвигателя и отверстия в четырех кронштейнах, приваренных к балке подвески. Балка подвески крепится к продольным балкам тележки через пружинно-резиновый блок и два резиновых амортизатора.
    Для смягчения ударной нагрузки от тяговых электродвигателей на зубчатую передачу редуктора при пуске и торможении предусмотрена упругая муфта 8. Упругая муфта соединена с карданным валом 4, который в свою очередь соединен с валом ведущей шестерни редуктора.
    Упругая муфта состоит из резиновых дисков и корпуса муфты, которым она насаживается на конус хвостовика вала тягового электродвигателя. Вторым концом упругая муфта соединена с фланцем карданного вала 4.
    К продольным балкам тележки между подрезиненными колесами на четырех пружинах подвещены два рельсовых тормоза.

    При техническом обслуживании тележек вагонов КТМ-5М3 проверяют:
    -отсутствие трещин в лапах продольных балок в местах соединения с кожухами редукторов и подтяжку болтовых соединений;
    -состояние резиновых колец центрального рессорного подвешивания, резиновых буферов и крепления их крышек;
    -замер просадки рессорных комплектов;
    -подтяжку болтов, крепящих кузов к пятнику и пятник к шкворневой балке;
    -отсутствие трезин в балках для подвешивания тяговых электродвигателей, крепления болтов двигателей к балке, пружин и резиновых амортизаторов;
    -состояние деталей подвески рельсового тормоза с заменой изломанных пружин;
    -зазор между башмаком и тормозом;
    -прочность крепления надколесных кодухов и кронштейнов рукавов песочниц;
    -прочность крепления проводов тяговых электродвигателей.
    Дополнительно производят следующие работы: осмотр и проверку состояния амортизаторов шкворневой балки, прверяют упругие муфты на карданных валах. При проверке барабанного тормоза проверяют состояние соленоидного и пружинного приводов. Тормозные колодки должны поворачиваться вокруг своих опорных пальцев и возвращаться в исходное положение под действием оттяжных пружин. Минимальная толщина тормозной накладки при ее износе должна быть не менее 3 мм. Тормозные накладки должны иметь касание с тормозным барабаном не менее 75% своей длины. Касание тормозных накладок должно быть по всей ширине накладки.

    Кантовку тележек вагона производят после пробега 20-25 тыс. км. Перед подъемом кузова вагона отсоединяют: пятник от шкворневой балки рамы кузова, тросы ручного привода тормоза, рукава песочниц, воздушные патрубки тяговых электродвигателей, провода от клемм вводных коробок тяговых электродвигателей. После этого кузов поднимают домкратами и выкатывают тележки.
    На выкаченных из-под кузова тележках проверяют крепление тяговых электродвигателей, карданных валов, зазор в зубчатой паре редуктора. Зазор проверяют, помещая полоску свинца между зубьями шестерен, или по угловому перемещению тормозного барабана. Боковой зазор в зубьях 0,3 мм соответствует перемещению точки на наружном диаметре тормозного барабана на величину 2,63.
    После подъема кузова, выкатки тележек, их кантовки и перестановки под кузовом переставляют привод датчика спидометра на первую колесную пару по ходу вагона. Затем проверяют осевой люфт конических подшипников по осевому перемещению барабана. Если осевой люфт более допустимой нормы, то его необходимо отрегулировать.
    В таблице ниже приведена переодичность проверки и регулировки узлов тележки вагона.
    При проверке и регулировке узлов тележки необходимо, чтобы боковой зазор между зубьями шестерен редуктора был 0,1-0,3 мм, но не более 0,5 мм; осевой люфт ведущей шестерни редуктора был 0,1-0,18 мм, но не более 0,25 мм.
    При проверке смазки в картерах редукторов следят за тем, чтобы нижний уровень смазки был не ниже кромки среднего отверстия, а верхний уровень - не выше кромки верхнего отверстия.

    При сборке тележек вагонов КТМ-5М3 соблюдают следующие требования:
    -комплект продольных балок на тележку состоит из двух балок. Балки комплектуют так, чтобы разность боковых длин по центрам отверстий диаметром 280 мм была не более 0,5 мм.
    -нельзя менять местами крышки лап продольной балки. Поскольку крышки лап и лапы занумерованы, их собирают так, чтобы крышки соответствовали номеру лапы продольной балки;
    -при подкатке колесных пар разность диаметров колес по кругу катания двух колесных пар одной тележки должна быть не более 1 мм;
    -пружины центрального рессорного подвешивания подбирают в комплекты по соответствующим размерам по чертежам, резиновые кольца подбирают по их твердости, проверяемой твердометром по ТМ-2. В комплект, состоящий из шести колец, подбирают кольца с разницей по средней твердости не более шести единиц по ТМ-2. Разность двух комплектов, устанавливаемых на одну тележку, должна быть не более двух единиц по ТМ-2.
    -тормозную систему регулируют так, чтобы при ходе рычага соленоида 10-14 мм колодки прижимались к тормозному барабану, а при верхнем положении рычага соленоида между накладкой тормозной колодки и рабочей поверхностью барабана был зазор в верхней части 0,4-0,7 мм, а в нижней 0,15-0,3 мм; тормозная система должна работать без заеданий;
    -соединительные рычаги тормозной системы должны быть зашплинтованы, а трущиеся части перед сборкой смазаны солидолом УС-1 (ГОСТ 1033-51).
    -все крепежные детали тележки должны иметь контргайки;
    - шлицевые соединения и игольчатые подшипники карданных валов должны быть смазаны смазкой, указанной в карте смазки.