采煤机扭矩轴在实际工况中，常常被设计成传动系统中最薄弱环节，以减少最恶劣工况下传动系统损坏造成的损失，起到保护电动机和主传动的作用。本文所介绍的扭矩轴来自某煤机厂设计的采煤机，在投入煤矿的实际生产时，由于该采煤机的扭矩轴设计不合理，不能及时断裂，造成电机轴损坏；之后对扭矩轴进行改造，虽然能够实现过载保护的功能，但其使用寿命较短，且断裂面不规整，仍然不能很好的发挥采煤机的性能。为了解决上述问题，本文利用三维设计分析软件Solidworks，对该扭矩轴进行三维建模；在此基础上，运用Solidworks的分析模块，对其进行了静力分析和疲劳分析，得到了扭矩轴的应力、应变、安全系数、损坏百分比和生命（周期）分布云图；通过分析，发现了扭矩轴设计中的不足之处，找到了出现问题的原因；针对问题，基于断裂力学的理论，本文提出了对该扭矩轴的改进方案，改进了扭矩轴卸荷槽的切口形状；对修改前后不同切口形状的扭矩轴进行了对比分析，比较了二者的优缺点，验证了改进方案的合理性。为以后扭矩轴的参数化设计和研究提供依据。