曲轴是压缩机的关键传动部件，在整个压缩机中占据重要地位。某大型6M50型氮氢气压缩机曲轴在使用过程中发生断裂失效，为查明曲轴断裂原因，本文通过材料、强度、几何结构、轴系扭转振动等方面进行分析研究，主要研究内容及结论如下:　　1、通过宏观断口、化学成分、金相组织分析、基体硬度测试、扫描电镜测试等方法对断裂的曲轴进行了分析，结果表明:断裂为高周疲劳断裂，曲轴表面氮化层存在孔洞和裂纹等质量缺陷导致疲劳裂纹萌生，而表层的魏氏组织加剧了裂纹的扩展，最终导致曲轴的断裂。　　2、采用解析法并结合Excel计算工具，对该压缩机各级气缸的热力性能及动力性能进行分析计算，给出了各级气体力，惯性力，摩擦力以及综合活塞力，在此基础上得到作用在各列曲柄销的切向力以及法向力，并将每隔5°的数据值绘制成更为直观的曲线图。根据该曲线图，发现曲轴在第Ⅲ、Ⅳ列曲柄销受力最大。找出受力较大的20个曲柄转角位置，为曲轴应力分析载荷加载奠定了基础。　　3、采用ANSYS软件建立双拐曲轴模型，并采用MeshTool对其进行网格划分，并在曲柄销上加载按余弦规律变化的压力载荷，对曲轴第Ⅲ、Ⅳ列曲拐进行强度分析，得到曲轴最大等效应力值时的曲柄转角工况。根据双拐的计算结果以及各列曲拐之间的相位角，对整体曲轴加载并进行强度分析。分析结果表明曲轴在曲柄销与主轴颈相连的圆角处的最大应力为50.7MPa，远小于材料(35CrMo)的许用应力(230MPa)，证明该曲轴是处于低应力状况运行。　　4、依据曲轴在曲柄销与主轴颈相连的圆角处的最大应力为50.7MPa，位于节点36490处，其值远小于材料许用应力。同样当曲轴位于第Ⅳ列最小力工况，即当第Ⅳ列转过195°，此时在节点36490处等效应力值为28.3MPa，得到曲轴在最大受力点处应力幅，根据疲劳强度校核公式，计算得到曲轴最危险点的安全系数为n=6.26＞[n]，[n]为许用工作安全系数，范围在1.5～3之间。　　5、为进一步改善曲轴的应力状况，本文尝试采用椭圆形圆角来缓解减小过渡部分的应力集中。计算结果表明:曲轴采用椭圆形圆角可达到预期效果且随着椭圆角长半轴的增大，轴的台阶过渡愈平缓，最大等效应力值也愈小。　　6、通过曲轴结构的模态分析，计算其固有频率，得到曲轴各阶振型。根据曲轴计算所得固有频率最小值ω=33.7(Hz)，与曲轴激振力频率f=5.55(Hz)相比，因此从曲轴动态特性方面考虑，曲轴不会出现共振，在结构设计满足要求。