在十字軸式萬向聯軸器的每個軸頭上，軸承座給十字軸的壓力由滾針軸承承擔，假設該力在沿軸向滾子接觸長度上均勻分布，則在十字軸斷面內，只有受力的半圈軸承滾動體承受載荷，而這半圈內各滾動體承受載荷的大小是不同的，中間的滾動體受力大，其他的沿兩側逐漸減小，處在兩側的滾動體受力為零(軸承座內孔的加工精度對此也影響較大)。而十字軸的受力大小則是半圈滾動體所受力的合力。
　　由此，十字軸的受力可簡化為大小相同、方向相反的兩對力偶。這兩對力偶處于主傳
動與被傳動軸所決定的平面內，如不計兩軸的傾角，則構成兩力偶的力均在軸線平
面內。
　　通過在軟件SOLIDWORKS中建立十字軸式萬向聯軸器的實體模型，將實際中十字軸受到的力與力矩作用于十字軸4個軸頭受力的半圓柱面上，則可顯示整個十字軸的應力值分布、各部位受力后的位移以及及強度安全系數等。
　　分析表明，十字軸頭的截面積剪切應力與扭矩符合要求，但是軸頭根部兩過渡圓角的應力值大，應力梯度很大，圓角較小處也是如此，應力集中較大，在交變載荷下易產生疲勞，是裂紋和斷裂產生的原因。