Los buques marinos dependen en gran medida de los sistemas de ejes de hélice para ajustar el par del motor y el empuje de la hélice. Sin embargo, estos sistemas están sujetos a diversas excitaciones dinámicas durante su operación, como excitaciones transversales, longitudinales y torsionales. Estas excitaciones pueden surgir de factores como campos de flujo de popa no uniformes, componentes desalineados y el movimiento de giro de los ejes, lo que puede afectar la integridad y fiabilidad del vehículo. Para analizar la respuesta dinámica del sistema de ejes de propulsión y garantizar su fiabilidad, actualmente se utilizan modelos numéricos/analíticos. El método de elementos finitos (FEM) es una opción popular, pero las incertidumbres en la rigidez de los rodamientos y conectores conducen a inexactitudes en el modelo de elementos finitos, resultando en diferencias significativas entre los modelos experimental y teórico. Este artículo propone la técnica de optimización de superficie de respuesta (RSO) para estimar la rigidez desconocida de los rodamientos en el sistema de ejes de propulsión. El modelo experimental del sistema de ejes de hélice se construye utilizando la respuesta en estado estacionario con excitación de seno escalonado. Luego, se utiliza la técnica RSO para actualizar las frecuencias naturales y la amplitud de vibración del modelo de elementos finitos (FE). El modelo actualizado muestra una diferencia de menos del 10% en las frecuencias naturales y la amplitud de vibración en comparación con el modelo experimental, demostrando que la técnica propuesta es una herramienta eficiente para el análisis dinámico de ejes marinos.