弓簧安全聯軸器結構見下圖，主動半聯軸器1制成輪轂狀，輪轂尾部2處制成叉臂3狀，叉臂3中裝有桶形滾子6，它可在小軸4上自由旋轉，杯狀從動半聯軸器是一個帶外輪緣7的輪轂8。半聯軸器經彈性環5相互作用，彈性環5上有弓形凹窩，以放置主動半聯軸器的滾子，并在滾子下面的兩凹窩的中間處，彈性環5用外表面固定在從動半聯軸器輪緣7上的弓形彈簧9上，為使主動半聯軸器相對從動半聯軸器自由旋轉，彈性環的剛性應高于彈簧的剛性。彈性環是由混合材料制成的，材料的每一層均與軸心線同心，而滾子下面的弓形凹窩是通過聯接薄層樹脂而得到的。
靜止狀態時，主動半聯軸器的各個滾子位于彈性環的弓形凹窩內，因聯軸器可逆轉，故當主動半聯軸器向任一方向開始旋轉時，各個滾子將偏移弓形凹窩中心很小的角度，并壓向弓形凹窩表面的曲線部分，從而帶著彈性環旋轉，并經弓簧9轉動從動半聯軸器。隨著轉速的增加，在彈性環質量和各滾子質量的離心力作用下，各滾子力求占據彈性環凹窩的中心位置，因為這是滾子的穩定位置。
當傳遞轉矩值高出公稱轉矩值時，主動半聯軸器的各滾子將在軸上滾動，并沿彈性環內表面開始滾出凹窩，主動半聯軸器相對于從動半聯軸器發生變化，此時，由于具有一定剛性的弓簧9小于彈性環的剛性，因而并不影響這個變化。
當傳遞轉矩減少到公稱值后，各滾子又進入彈性環的凹窩內，再傳遞轉矩給從動半聯軸器。正常工作時，主動半聯軸器各個滾子的穩定位置應位于彈性環上凹窩中心線附近。
當超載時，主動半聯軸器與從動半聯軸器之間產生相對轉動，聯接用彈性環和弓形彈簧的固定處和相互作用處應位于較低的接觸應力處，以提高可靠性和壽命；與鼓形滾子的配合，應使聯軸器可在被聯接軸偏斜的情況下也能工作。
