针对飞机或舰船螺旋桨轴毂联接结构受力复杂、冲击、振动较大的工作情况，在传统的单一渐开线花键轴毂联接结构的基础上提出了一种可靠性更高、工作性能更好的新型轴毂复合联接结构：渐开线花键-锥面胀紧套复合联接结构。本文首先阐述了此结构的设计思路、工作原理和结构特点；然后借助物理功率跑合实验对结构的可靠性进行了验证。为了弥补功率跑合实验的不足，更为准确模拟完全真实工况下的工作状态，利用有限元分析软件（HYPERMESH、ANSYS）对新型及传统结构的真实工况进行了仿真，通过对比五种工况下的两种结构的应力结果可知：在受同等载荷的前提下，当径向压轴力和侧向力都不大时，新型轴毂复合联接结构并没有表现出优越性；但随着压轴力和侧向力等不断增大时，新型轴毂复合联接结构的优势越来越明显；当整个结构的压轴力、侧向力达到最大时，新型轴毂复合联接结构的最大应力为212MPa，较单一的渐开线花键联接结构的最大应力（367MPa）小152MPa。仿真结果进一步验证了新型轴毂复合联接结构的可靠性及优越性。为了满足航空产品轻量化的设计原则，借助ANSYS的优化模块，以整体结构减重为目标、以锥套结构的尺寸为变量、以结构强度为约束条件，分别采用ANSYS软件中的零阶方法及一阶方法对锥套的结构尺寸进行了优化计算。优化结果如下：当锥套锥角为13°，锥套宽度为16.5mm时，取得最优解，此时结构的整体重量为33.9Kg，比优化之前的36.2Kg减重约6.4%。