船舶推进系统中常用十字轴万向节串联中间轴,在推进轴系中十字轴万向节的主作用是传递功率和扭矩，抵消径向、轴向和角度误差，但十字轴万向节传动会产生附加载荷、振动和噪声。由于十字轴万向节受力的复杂性，使其容易产生变形、裂纹、破损等，因而使用受命受到限制，且影响轴系的安全性能。本文结合某船推进轴系设计图纸，运用三维软件建立十字轴万向节串联轴系模型并进行了分析，主要包括如下几个方面的内容： 第一，从单十字轴万向节运动关系出发推导了任意多个十字轴万向节串联时的传动关系。运用Matlab软件编程分析了轴系中存在多个万向节且安装转角不同时,安装转角对串联轴系传递转速、角加速度、转矩的影响方式。其规律可作为轴系传动系统布置设计的指导,在实现轴系输入输出同步传动的同时更好地控制好中间轴系的振动。 第二，结合某实船轴系设计图纸利用Pro/E软件对十字轴万向节串联轴系进行建模，仿真分析了十字轴轴头和输入输出轴轴承座受力的周期性规律。文中分析了轴系在启动和额定转速下十字轴轴头的受力变化及其与万向节安装转角间的关系，为进一步研究万向节节应力分布,合理设计万向节，避免断裂等事故,提高万向节可靠性和使用寿命提供理论依据。文中还指出了万向节的安装转角和轴承座受力间的关系，为轴系设计时考虑减小轴承座对船体的激励提供参考。 第三，将Pro/E中经过简化的十字轴万向节模型导入Ansys中做面面接触应力分析。详细分析了十字轴万向节在传动过程中处于最危险状态时约束条件的简化处理、接触对的定义等，并对求解的应力分布进行分析。为合理设计十字轴万向节、降低应力分布不均匀性、减小最大应力提出改进方法，从而为十字轴万向节的优化设计提供参考。