Propeller Shaft and Universal Joints 

1   Propeller Shaft or Drive shaft

The propeller shaft transmits the the transmission mainshaft to the final  drive pinion  The shaft is long so it is made of tubular section and balanced to reduce vibration

The drive shaft is not solidly bolted to the  transmission and dhe final  drive. There must  be some allowarice  for motion between the final  drive  and the transmission.

2  Universal Joints

The transmission and engine mount firmly to the car. However, the final  drive  mounts on springs as part of the rear suspension system. The  suspension provides a flexible coupling between the wheels and the car body.

This flexible coupling insulates  the car body from the jolts of the road  surface. In most automobiles. the rear wheels  mount firmly to the axle shafts. The suspension connects the final drive assembly to the car body. The final  drive moves up and  down in relation to the engine and the transmission. A  coupling is needed that permits movement  between the final drive and the  transmission. The universal joints provide this coupling. There are two types  of universal joints——cross type joint and constant-velocity universal joint.

1）cross type joint 

Universal joints connect two parts so that either part can move to allow  for differences in motion. Fig. shows a simple U-joint. Here two U-shaped  pieces are placed perpendicular to one  another and joined with a simple . The U-shaped pieces are called yokes. The cross that  hects them is called a  spider.  The arms that extend from the spider are called trunnions

Most vehicles have two U-joints, one at each end of propeller shaft. The  reason for is that  the simple U-joint is not a constant-velocity  joint.  This  means that its presence between two shafts ，running with angular misalignment  , causes a non-uniform rotational speed to be  imparted  from  the driving to the driven shafts.

A simple explanation for this peculiarity of operation may be found by  observing closely the universal joint during hand rotation of the shafts. It will  then be noticed that the cross-piece or spider  Hods twice towards the  angled driven shaft for each complete rotation. This nodding motion of the   spider arises from the fact that although the arms of both and driven yokes  rotate m a cirele  the projected path of the driven yoke arms describes an  owing to the of the dnven  shaft( Fig. 321a) . These differing paths of effective movement of the connecting yokes account for  there being two positions in which the driven shaft has advanced in rotation relative to the driving  shaft  and two intermediate positions in which the driven shaft has lagged behind it( Fig. 321b) Each shaft of course, make the same total number of revolutions in a given time despite the  in angular velocity.

Retuming now to the  vehicle propeller shaft, the effect of this            non-uniform rotational speed can be  to create an objectiomal  vibratign  in the drive line, which leads to a general roughness being felt in the  car.  Fortunately, this peculianity in operation of the U-joint can to all and  purposes be countered  by the two such joints in series, as is found in the  conventional one-piece propeller shaft. With  this arrangement, the  fluctuations in angular velocity of the swinging propeller shaft are still present but  they are canceled the second universal joint before reaching the rear  axle final drive shaft.

2) Constant   Universal Joint

Used at the road wheel end of the  the drive shaft of a  front-wheel  drive vehicle, a constant-velocity  joint is capable of giving a smooth  drive  through  large drive angle. 

In basie constraction  CV joint comprises a ball-and-socket joint with  both parts grooved to embrace six rolling steel balls, which are held in a  common plane by controlling ball cage. The latter  assembly thus constitutes  the intermediate member of the joint and must be steered so that the  balls  always lie in a plane which bisects the angle between the shafts, this being an essential condition for a constant-velocity drive.