铁路运输是我国与陆上邻国进行贸易交流的重要交通方式,随着国家“一带一路”和“走出去”战略的提出,我国与“一带一路”沿线国家的经济文化交流将会变得越来越频繁。但是由于种种原因,导致各个国家的铁路轨距并不统一,这为国际联运造成了巨大的困难。变轨距列车可在不同轨距的铁路上运行,是解决国际联运难题的最佳方案。由于变轨距转向架轮轴传动方式有别于传统转向架轮轴通过过盈配合传递扭矩的方式,所以需要对轮对结构进行重新设计和分析。本文首先介绍了西班牙等国变轨距转向架轮对的主要结构,简要分析了不同变轨距转向架的变轨原理和轮轴扭矩的传递方式。以国内某高速动车组转向架的轮轴结构为基础,结合国外变轨距转向架的成功设计经验,提出了3种适用于1435/1520 mm铁路轨距的高速变轨距动车转向架轮轴结构的传动方案,即滚子花键传动方案、花键轴传动方案和轴套式花键传动方案。其次,参照《机械设计手册》和标准GB/T 17855-2007《花键承载能力计算方法》,对设计的渐开线花键进行理论强度分析。计算发现花键轴传动方案的花键副不满足长期无磨损工作的要求,而轴套式传动方案的花键副满足各项强度校核指标。对三种变轨距转向架轮轴传动方案的优缺点进行比较分析,发现轴套式花键传动方案优点较为突出。再次,利用HyperMesh建立了传动渐开线花键的有限元模型,并运用ANSYS软件进行求解计算,分析了轨距变化和结构装配过盈量变化对其有限元强度的影响。计算结果表明,轨距变化对花键整体强度影响不大,花键强度主要受到结构过盈量大小的影响。随后,对两种变轨距转向架车轮进行静强度和疲劳强度分析。从车轮局部静强度校核结果来看,辐板的最大应力随载荷加载截面的改变变化很大;从车轮整体静强度校核结果来看,两种车轮的静强度校核结果均满足要求;从车轮辐板孔区域和非辐板孔区域的疲劳强度校核结果来看,校核区域结点的疲劳强度安全系数均大于1,所以两种车轮的疲劳强度均满足要求。最后,根据欧洲标准EN 13104《铁路应用轮对和转向架动力车轴设计方法》,对两种变轨距转向架车轴的受力情况进行了分析,并计算了车轴危险截面在不同轨距、不同运行工况下的应力值大小。计算结果表明,两种车轴校核截面的强度安全系数均大于1,均满足标准要求。