扭矩轴是采煤机截割部传动系统的薄弱环节，通过扭矩轴两端的渐开线花键将机械传动系统与电机连接起来，其具有传递动力、弹性缓冲和过载保护的作用。然而，在实际工况中，扭矩轴经常出现过载而未断裂或提前断裂的情况，不能起到保护电机和发挥各传动件强度的作用，严重影响煤矿安全高效生产。扭矩轴采用静强度设计方法，在实际工况中，扭矩轴通常是在瞬态冲击下扭断的，理论设计与实际工况不符，扭矩轴的性能与其结构形式、材料选择、热处理方法以及加工工艺等有着直接的关系。目前，国内尚没有行之有效的扭矩轴设计方法，扭断试验研究还存在空白。　　为解决上述问题，以MG500/1180-WD型采煤机扭矩轴为研究对象，采用理论计算、计算机仿真与扭断试验相结合的研究方法，应用Pro/E和ANSYS Workbench软件对扭矩轴建模和仿真，进行静力学和瞬态动力学分析。建立采煤机截割部动力学模型，采用MATLAB/SIMULINK软件仿真得出截割电机动态响应曲线，确定合理的瞬态冲击加载时间。通过扭断试验测得扭矩轴静态扭断时的扭矩和扭转角，对扭矩轴的化学成分含量、力学性能及金相组织进行了分析。当扭矩轴采用静扭转屈服强度设计时，对屈服扭矩相同，材料为40Cr和42CrMo的两根扭矩轴的断裂扭矩进行了对比分析。在瞬态动力学分析中，研究不同瞬态冲击时间下，扭矩轴的有效扭转长度对其扭转特性的影响。　　研究表明：当MG500/1180-WD型采煤机滚筒受到阶跃载荷时，截割电机的动态响应时间为0.035s。静态扭断试验测得的断裂扭矩是理论计算的1.157倍。采用静扭转屈服强度设计安全倍数相同的两种材料扭矩轴（材料为40Cr和42CrMo），若两种材料断裂时的扭矩相差小于5％时，两种材料可以替换，反之，两种材料不能替换。当卸荷槽尺寸不变，瞬态冲击时间为0.005s，扭矩轴的有效扭转长度为967～267mm时，切应力的平均变化率为5.6MPa/dm，当有效扭转长度为267mm时，切应力最大变化率大于27MPa/0.005s，有效扭转长度较小的扭矩轴在设计时要重点考虑冲击载荷梯度与载荷幅值。该研究可为扭矩轴的设计提供参考依据。