Jeep XJ. Manual - part 13

shaft to operate at different angles. The slip joints (or
yokes) permit contraction or expansion (Fig. 2).

Before undercoating a vehicle, the propeller

shaft and the U-joints should be covered to pre-
vent an out-of-balance condition and driveline
vibration.

CAUTION: Use

original

equipment

replacement

parts for attaching the propeller shafts. The speci-
fied torque must always be applied when tightening
the fasteners.

PROPELLER SHAFT JOINTS

DESCRIPTION

Two different types of propeller shaft joints are

used:

• Single cardan universal joint (Fig. 3)

• Double cardan (CV) universal joint (Fig. 4)
None of the universal joints are serviceable. If one

becomes worn or damaged, the complete universal
joint assembly must be replaced.

Fig. 2 Propeller Shafts

1 – FRONT AXLE
2 – FRONT PROPELLER SHAFT
3 – TRANSFER CASE
4 – BOOT

5 – REAR AXLE
6 – STRAP
7 – REAR PROPELLER SHAFT
8 – STRAP

Fig. 1 Reference Marks on Yokes

1 – REFERENCE MARKS

3 - 2

PROPELLER SHAFTS

XJ

DESCRIPTION AND OPERATION (Continued)

PROPELLER SHAFT JOINT ANGLE

DESCRIPTION

When two shafts come together at a common joint,

the bend that is formed is called the operating angle.
The larger the angle, the larger the amount of angu-
lar acceleration and deceleration of the joint. This
speeding up and slowing down of the joint must be
cancelled to produce a smooth power flow.

OPERATION

This cancellation is done through the phasing of a

propeller shaft and ensuring that the proper propel-
ler shaft joint working angles are maintained.

A propeller shaft is properly phased when the yoke

ends are in the same plane, or in line. A twisted
shaft will make the yokes out of phase and cause a
noticeable vibration.

When taking propeller shaft joint angle measure-

ments, or checking the phasing, of two piece shafts,
consider each shaft separately.

Ideally the driveline system should have;
• Angles that are equal or opposite within 1

degree of each other.

• Have a 3 degree maximum operating angle.

• Have at least a 1/2 degree continuous operating

(propeller shaft) angle.

Fig. 4 Double Cardan (CV) Universal Joint

Fig. 3 Single Cardan Universal Joint

1 – NEEDLE BEARING

6 – BEARING CAP

2 – BEARING CAP

7 – RETAINING CLIP

3 – SEAL

8 – YOKE

4 – SPIDER

9 – SEAL

5 – NEEDLE BEARING

XJ

PROPELLER SHAFTS

3 - 3

DESCRIPTION AND OPERATION (Continued)

Propeller shaft speed (rpm) is the main factor in

determining the maximum allowable operating angle.
As a guide to the maximum normal operating angles
refer to (Fig. 5).

DIAGNOSIS AND TESTING

VIBRATION

Tires that are out-of-round, or wheels that are

unbalanced, will cause a low frequency vibration.
Refer to Group 22, Tires and Wheels, for additional
information.

Brake drums that are unbalanced will cause a

harsh, low frequency vibration. Refer to Group 5,
Brakes, for additional information.

Driveline vibration can also result from loose or

damaged engine mounts. Refer to Group 9, Engines,
for additional information.

Propeller shaft vibration increases as the vehicle

speed is increased. A vibration that occurs within a
specific speed range is not usually caused by a pro-
peller shaft being unbalanced. Defective universal
joints, or an incorrect propeller shaft angle, are usu-
ally the cause of such a vibration.

DRIVELINE VIBRATION

Drive Condition

Possible Cause

Correction

Propeller Shaft Noise

1) Undercoating or other foreign
material on shaft.

1) Clean exterior of shaft and wash
with solvent.

2) Loose U-joint clamp screws.

2) Install new clamps and screws
and tighten to proper torque.

3) Loose or bent U-joint yoke or
excessive runout.

3) Install new yoke.

4) Incorrect driveline angularity.

4) Measure and correct driveline
angles.

5) Rear spring center bolt not in
seat.

5) Loosen spring u-bolts and seat
center bolt.

6) Worn U-joint bearings.

6) Install new U-joint.

7) Propeller shaft damaged or out
of balance.

7) Installl new propeller shaft.

8) Broken rear spring.

8) Install new rear spring.

9) Excessive runout or unbalanced
condition.

9) Re-index propeller shaft, test,
and evaluate.

10) Excessive drive pinion gear
shaft runout.

10) Re-index propeller shaft and
evaluate.

11) Excessive axle yoke deflection.

11) Inspect and replace yoke if
necessary.

12) Excessive transfer case runout.

12) Inspect and repair as necessary.

Universal Joint Noise

1) Loose U-joint clamp screws.

1) Install new clamps and screws
and tighten to proper torque.

2) Lack of lubrication.

2) Replace as U-joints as
necessary.

PROPELLER SHAFT

MAX. NORMAL

R.P.M.

OPERATING ANGLES

5000

3°

4500

3°

4000

4°

3500

5°

3000

5°

2500

7°

2000

8°

1500

11°

Fig. 5 Maximum Angles And Propeller Shaft Speed

3 - 4

PROPELLER SHAFTS

XJ

DESCRIPTION AND OPERATION (Continued)

UNBALANCE

NOTE: Removing

and

re-indexing

the

propeller

shaft 180° relative to the yoke may eliminate some
vibrations.

If propeller shaft is suspected of being unbalanced,

it can be verified with the following procedure:

(1) Raise the vehicle.
(2) Clean all the foreign material from the propel-

ler shaft and the universal joints.

(3) Inspect the propeller shaft for missing balance

weights, broken welds, and bent areas. If the pro-
peller shaft is bent, it must be replaced.

(4) Inspect the universal joints to ensure that they

are not worn, are properly installed, and are cor-
rectly aligned with the shaft.

(5) Check the universal joint clamp screws torque.
(6) Remove the wheels and tires. Install the wheel

lug nuts to retain the brake drums or rotors.

(7) Mark and number the shaft six inches from the

yoke end at four positions 90° apart.

(8) Run and accelerate the vehicle until vibration

occurs. Note the intensity and speed the vibration
occurred. Stop the engine.

(9) Install a screw clamp at position 1 (Fig. 6).

(10) Start the engine and re-check for vibration. If

there is little or no change in vibration, move the
clamp to one of the other three positions. Repeat the
vibration test.

(11) If there is no difference in vibration at the

other positions, the source of the vibration may not
be propeller shaft.

(12) If the vibration decreased, install a second

clamp (Fig. 7) and repeat the test.

(13) If the additional clamp causes an additional

vibration, separate the clamps (1/4 inch above and
below the mark). Repeat the vibration test (Fig. 8).

(14) Increase distance between the clamp screws

and repeat the test until the amount of vibration is
at the lowest level. Bend the slack end of the clamps
so the screws will not loosen.

(15) If the vibration remains unacceptable, apply

the same steps to the front end of the propeller shaft.

(16) Install the wheel and tires. Lower the vehicle.

RUNOUT

(1) Remove dirt, rust, paint, and undercoating

from the propeller shaft surface where the dial indi-
cator will contact the shaft.

(2) The dial indicator must be installed perpendic-

ular to the shaft surface.

(3) Measure runout at the center and ends of the

shaft sufficiently far away from weld areas to ensure
that the effects of the weld process will not enter into
the measurements.

Fig. 6 Clamp Screw At Position 1

1 – CLAMP
2 – SCREWDRIVER

Fig. 7 Two Clamp Screws At The Same Position

Fig. 8 Clamp Screws Separated

1 –

1

⁄

2

INCH

XJ

PROPELLER SHAFTS

3 - 5

DIAGNOSIS AND TESTING (Continued)