当前,有限元技术在零部件设计中发挥着越来越重要的作用,它不仅缩短了设计周期,而且也大大提高了设计精度。本文利用有限元技术对螺杆钻具的关键部件——传动轴进行了静力分析,分析了传动轴在不同情况下的应力、变形状态,找到了其可能发生失效的危险部位;在对传动轴进行模态分析的基础上,找出了传动轴在受到干扰时易于发生振动的频率,为评估和优化设计提供参考;最后,根据生产的实际需要,设计出三种优化设计方案,通过对传动轴的多次分析,得到随参数变化的应力、变形曲线,为传动轴的改进和设计提供了可靠依据。论文采用了Unigraphics软件进行实体几何建模,应用有限元前后处理软件MSC.PATRAN对传动轴模型进行网格划分、加载和约束处理,然后提交到MSC.NASTRAN软件中进行计算分析,并再次应用PATRAN软件对传动轴危险情况下的应力和变形结果进行可视化处理。分析中采用了MSC.PATRAN/NASTRAN中的多点约束(MPC)技术,有效模拟了水帽和传动轴之间的动力传递。有限元法在螺杆钻具产品设计中的应用,提高了产品的设计质量,保证了产品设计的可靠性,减少了产品的失效概率,为螺杆钻具的改型设计提供了理论支持。