可以测试一下，是不是键的问题。
1.从断裂面貌看，是受到了旋转弯曲的应力，又存在应力集中2.请问使用环境是否有温度变化，和腐蚀性的液体？因为断轴已经生锈了；所以断裂的原因我认为有3点，一是因为材料原因，太脆或者有缺陷二是结构有键槽造成应力集中；三是表面生锈或者被腐蚀同样造成应力集中；建议楼主从材料，结构，表面处理等方面优化
首先你应该说明一下轴用的什么材料、工作多长时间了、工作环境以及工作次数。但从图片来看的话，轴采用的材料应该是铸铁一类的，未做防锈处理。
第一次断裂发生在键的根部，连着齿轮，估计是做为主动轮，断裂面积较长，再看第二次断裂，貌似换了材料，但应该还是铸铁一类的，还没来得及生锈就发生断裂了，因此可以排除疲劳和扭矩过大的问题，建议你检查一下轴的位置度，校核一下轴键处受到的扭矩。