弓簧式安全联轴器主动半联轴器制成轮毂装，轮毂尾部制成叉臂状，叉臂中装有桶形滚子，它可在小轴上自由旋转，杯状从动半联轴器是一个带外轮缘的轮毂。半联轴器经弹性环相互作用，弹性环上有弓形凹窝，以放置主动半联轴器的滚子，并在滚子下面的两凹窝的中间处，弹性环用外表面固定在从动半联轴器轮缘上的弓形弹簧上，为使主动半联轴器相对从动半联轴器自由旋转，弹性环的刚性应高于弹簧的刚性。弹性环是由混合材料制成的，材料的每一层均与轴心线同心，而滚子下面的弓形凹窝是通过联接薄层树脂而得到的。

静止时状态时，主动半联轴器的各个滚子位于弹性环的弓形凹窝内，因联轴器可逆转，故当主动半联轴器向任一方向开始旋转时，各个滚子将偏移弓形凹窝中心很小的角度，并压向弓形凹窝表面的曲线部分，从而带着弹性环旋转，并经弓簧转动从动半联轴器。随着转速的增加，在弹性环质量和各滚子质量的离心作用下，各滚子力求占据弹性环凹窝的中心位置，因为这是滚子的稳定位置。

当传递扭矩值高出公称转矩值时，主动半联轴器的各滚子将在轴上滚动，并沿着弹性环内表面开始滚出凹窝，主动半联轴器相对于从动半联轴器放生变化，此时，由于具有一定刚性的弓簧小于弹性环的刚性，因此并不影响这个变化。

当超载时，主动半联轴器与从动半联轴器之间产生相对转动，联接用弹性环和弓形弹簧的固定处和相互作用出应位于较低的接触应力处，以提高可靠性和寿命；与鼓形滚子的配合，应使联轴器可在被联接轴偏斜的情况下也能工作。