随着经济全球化的发展,以及“一带一路”战略的持续推进,为实现不同轨距间的连通运输,作为首选方法的变轨距转向架技术得到了快速发展。2016年科技部设立了运行速度400km/h的可变轨距高速列车国家重点研发计划项目,加速推进了我国变轨距转向架技术的发展。变轨距转向架分有源模式和无源模式。目前,各国变轨距转向架基本上都采用无源模式,其采用纯机械结构,结构较简单且可靠。但纯机械结构灵活性不高、可控性较差。有源模式可对变轨距过程实时检测、实时控制调整。易实现自动化、智能化,具有较好的发展前景。本文首先分析了国内外无源变轨距转向架技术,针对变轨距轮对采用传统轮对还是独立轮对,阐明了各变轨距转向架的结构特点,概述了与各变轨距转向架匹配的变轨距地面设施,并对比分析了有源和无源变轨距模式的优缺点。基于无源变轨距转向架的结构特点,提出了几种不同结构类型的有源变轨距轮对方案,主要分为将锁紧和车轮横向驱动机构分别安装于车轮两侧,以及锁紧和车轮横向驱动机构都安装在车轮外侧的变轨距轮对方案。通过对各方案进行选型分析,明确轮轴直接锁紧式车轮外侧安装方案可实施性更强。确定变轨距轮对方案后,基于该轮对结构及现有动车组结构特点,设计出一整套有源变轨距转向架及变轨距地面设施方案。根据所设计转向架方案对变轨距机构(车轮横向驱动机构和锁紧机构)的材质、尺寸选择等作进一步细化分析。为保证变轨距过程的变轨距精度,利用Hyper Mesh及ANSYS计算了横向驱动推拉盘组件、锁紧推拉盘组件的变形量。通过材质和厚度的优化,最终计算得横向驱动推拉盘组件的最大变形量满足设计要求。根据车轮受力工况,分析计算了锁紧销的最大应力,其结果小于材料许用应力,满足设计要求。最后,将Solid Works中建立的变轨距转向架三维模型导入ADAMS中,添加约束及驱动,仿真变轨距转向架的轨距变换过程。分析变轨距机构运动特性能否满足设计要求。通过对锁紧销的径向、轴向运动速度与位移曲线;导槽套筒及锁紧辅助机构轴向运动速度、位移曲线;车轮横向驱动机构轴向运动速度、位移曲线;电动伸缩杆及电动缸作用力曲线等分析,表明所设计的变轨距机构的变轨距动作满足设计要求,有源变轨距转向架方案具有较强的可行性。