万向传动装置结构与检修方法

【任务引入】

案例：某款轿车试车过程中，前桥底部发出周期性“呜呜”的响声，并且随着车速提高而增大，在某一车速时车辆有抖动感。维修人员将变速器由低挡挂入高挡，仔细倾听声音发出的部位，似在传动部分，不在差速变速器壳体。经拆检，维修人员发现靠近主减速器一侧的传动轴装配有两个错误：一是万向节三销轴安装方向有误；二是万向节与传动轴未做装配标记。解决方法：重新安装传动轴，将三销轴缸齿端安装朝向轴端；在传动轴和万向节上打上装配记号，上路试验，调整万向节和传动轴安装方向，至响声消失。

万向传动装置适用于在轴线相交且相互位置经常变化的两转轴之间，用以传递动力，可以调整零部件因机加或装配误差产生的运动干涉。万向传动装置如装配不到位或装反，会严重影响动力传递并伴有异响。那么万向传动装置还有哪些情况可造成上述故障呢？

本任务将对万向传动装置进行全面介绍，要求了解万向传动装置的功用、组成和类别，掌握万向节和传动轴的结构、工作原理、日常检修项目以及常见故障的诊断和排除。

【任务相关知识】

2.4.1　万向传动装置的功用和应用

汽车的发动机、离合器和变速箱是连成一体固装在车架上的，而驱动桥则通过弹性悬架与车架连接，所以变速器输出轴与驱动桥的输入轴的轴线不在同一平面上。当汽车行驶时，车轮的跳动会造成驱动桥与变速器的相对位置不断变化，变速器的输出轴与驱动桥的输入轴不可能刚性连接，应装有万向传动装置。

因此，万向传动装置的功用主要是连接不在同一直线上的变速器输出轴和主减速器输入轴，并保证其两轴之间的夹角和距离经常变化的情况下，仍能可靠地传递动力。

在汽车传动系统中，万向传动装置主要用在发动机前置后轮驱动汽车的变速器与驱动桥之间，如图2.93所示。一般情况下，变速器输出轴轴线与驱动桥输入轴轴线并不重合，且行驶过程中车轮的跳动会造成两轴线的相对位置经常变化，故变速器的输出轴与驱动桥的输入轴不可能刚性连接，必须安装万向传动装置进行连接。

图2.93　变速器与驱动桥之间的万向传动装置

当变速器与驱动桥之间距离较远时，应将传动轴分成两段甚至多段，并加设中间支承，如多轴驱动汽车的分动器与驱动桥之间或驱动桥与驱动桥之间，如图2.94所示。

图2.94　变速器与分动器、分动器与驱动桥之间的万向传动装置

除汽车传动系之外，在发动机与变速器之间，独立悬架与差速器之间，转向驱动车桥的差速器与车轮之间，转向操纵机构中，均可采用万向传动装置，如图2.95所示。

图2.95　万向传动装置在汽车上的应用布置

2.4.2　万向传动装置的结构和检修

万向传动装置一般由万向节和传动轴等组成，是在轴线相交且相对位置经常变化的两转轴之间可靠地传递动力的一种装置，如图2.96所示。在有些场合下，如图2.93所示变速器与驱动桥之间的万向传动装置，在传动轴与万向节之间还加装了中间支承。

图2.96　万向传动装置组成结构图

（1）万向节

按其扭转方向上是否有明显的弹性，万向节分为挠性万向节和刚性万向节。前者是靠弹性零件来传递动力，且有缓冲减振作用，而后者是靠零件的铰式连接来传递动力的。

汽车上采用刚性万向节较多。刚性万向节按其速度特性又分为不等速万向节、准等速万向节和等速万向节。其中，不等速万向节主要是十字轴式的，准等速万向节主要有三销轴式和双联式这两种，等速万向节主要有球笼式和球叉式两种。

1）挠性万向节

挠性万向节具有无须润滑、结构简单等优点，只允许存在小的两轴交角和轴向伸缩。为减小振动和噪声，挠性万向节主要作为弹性元件安装在传动系统中，如应用在主减速器与车身或车架永久连接的汽车上。

挠性万向节中的弹性元件可以是橡胶盘、橡胶金属套筒、铰接块以及环形橡胶圈等多种形状，如图2.97所示的挠性万向节是由橡胶件将主被动轴叉交错连接而成，依靠橡胶件的弹性变形，吸收传动系中的冲击载荷并衰减扭转振动，能够实现3°～5°的轴线偏转和微小轴向位移。

图2.97　挠性万向节

2）十字轴式不等速刚性万向节

①组成结构

十字轴式万向节普遍应用于发动机前置、后轮驱动的车辆的变速器和驱动桥之间，主要由十字轴、万向节叉和轴承等组成，其结构如图2.98所示。

图2.98　十字轴式万向节的结构

两万向节叉上的孔分别套在十字轴的两对轴颈上，这样当主动轴转动时，从动轴既可随之转动，又可绕十字轴中心在任意方向摆动。在十字轴轴颈和万向节叉孔间装有滚针轴承，滚针轴承外周靠卡环（图中未示出）轴向定位。为了润滑滚针轴承，十字轴内钻有油道，使油路通向轴颈，并与油嘴和安全阀相通。为避免润滑油流出及尘垢进入轴承，十字轴轴颈的内端套装着油封。安全阀的作用是当十字轴内腔润滑脂压力超过允许值时，阀被打开，润滑脂外溢，使油封不会因油压过高而损坏。现代汽车多采用橡胶油封，多余的润滑油从油封内圆表面与十字轴轴颈接触处溢出，故不需安装安全阀。

②速度特性

单个十字轴式刚性万向节在输入轴和输出轴之间有夹角的情况下，其两轴的角速度是不相等的。下面用两种运动情况来进行分析说明，如图2.99所示。图中，ω1、ω2分别为主、从动叉轴的角速度，十字轴旋转半径OA=OB=r。

图2.99（a）所示为主动叉在垂直位置，主动叉轴与十字轴平面垂直，此时主、从动叉轴在十字轴上A点的瞬时线速度相等，即ω1r=ω2r cos α，故而可知ω1>ω2。同理，图2.99（b）所示主动叉在水平位置，从动叉轴与十字轴平面垂直，可得ω1r cos α=ω2r，即ω1<ω2。

图2.99　十字轴式万向节不等速运动分析简图

因此，可以说十字轴式万向节传动的“不等速性”就是针对从动轴在一周中角速度不均而言的，具体有两个方面的含义：

第一，主、从动轴的平均转速是相等的，当主动轴转过一周时，从动轴也转过一周。

第二，在主动轴匀速旋转一周的过程中，从动轴的转速是变化的，随着万向节两轴夹角的增大，从动轴转速的不均匀性也在增大。同时，产生的附加交变载荷也增大，对机件使用寿命不利，所以在总体布置时尽量减小这些轴间交角。

单个十字轴万向节的不等速特性会使从动轴及与其相连的传动部件产生扭转振动以及附加的交变载荷和振动噪声，影响零部件使用寿命。为避免这一缺陷，可以采用两个十字轴万向节相连的结构，利用第二个万向节的不等速效应来抵消第一个万向节的不等速效应，从而实现输入轴与输出轴等角速传动。但要达到这一目的，必须满足如图2.100所示两个条件：

图2.100　双十字轴式万向节等速性布置图

条件1：传动轴两端万向节叉处于同一平面内。

条件2：第一万向节两轴夹角α1等于第二万向节两轴夹角α2。

但在实际行驶时，由于车轮的跳动，驱动桥要相对于变速器转动，不可能在任何时候都有α1=α2，所以实际上只能做到变速器到驱动桥的近似等速传动。

十字轴式万向节具有结构简单、强度高、耐久性好、生产成本较低、传动可靠、效率较高等优点，但也有其缺点，即十字轴轴颈和滚针轴承润滑不良，易造成磨损松旷，使传动发响、抖动等。

③拆装和检修

a.拆卸过程：打开锁片的锁爪，拆下轴承盖固定螺栓，取下锁片和轴承盖。用手推出轴承套筒及滚针。对于较紧的轴承，可用手握住传动轴或伸缩套，用锤子敲击万向节叉，使十字轴撞击轴承套筒，震出滚针。

b.装配过程：按与拆卸相反的顺序进行。

c.检修内容：万向节分解完成后，需要用汽油清洗各零件，以便暴露出零件的损伤、磨损情况，而且应按以下要求检查和修复：

•检查滚针轴承，如果滚针断裂、油封失效，应更换新件。

•检查十字轴轴颈磨损、压痕剥落等情况。十字轴轴颈有轻微磨损、压痕或剥落，仍可继续使用；如果轴颈磨损过甚、有严重压痕（深度超过0.1 mm）或出现严重剥落时，应予以更换。

•检查万向节叉，不得有裂纹或其他严重损伤，否则更换新件。

•检查十字轴与轴承的最小配合间隙和最大配合间隙应符合原厂规定。

•万向节装配完毕后，可用手扳动十字轴进行检验，如图2.101所示，以转动自如没有松旷感觉为合适。若装配过紧或过松，应查明原因，必要时应拆检及重新装配。

3）球叉式万向节

图2.101　万向节装配松紧度检查

球叉式万向节是等速万向节的一种。等速万向节是要保证万向节在工作过程中，其传力点永远位于两轴交点的平分面上，因此两个轴旋转的角速度也相等。前轮驱动汽车普遍使用等速万向节。发动机后置、后轮驱动的汽车也使用等速万向节。若驱动桥为独立悬架，半轴外侧也用等速万向节。

球叉式万向节的结构如图2.102所示，由主动叉、从动叉、4个传动钢球、定心钢球、锁止销组成。主动叉与从动叉分别与内、外半轴制成一体。主、从动叉上各有4个曲面凹槽，装合后，形成两条相交的环形槽，作为传动钢球的滚道。4个传动钢球装于曲面凹槽中，定心钢球放在两叉中心的凹槽内，以定中心。

图2.102　球叉式万向节的结构

图2.103　球叉式万向节等速传动原理图

球叉式万向节的等速传动原理用图2.103来说明：主动叉和传动叉凹槽的中心线是以O1和O2为圆心的两个半径相等的圆，而圆心O1、O2与万向节中心O的距离相等。因此，在主动轴和从动轴以任何角度相交的情况下，传动钢球中心都位于两圆的交点上，即所有传动钢球都位于角平分面上，保证了万向节等角速的传动。

球叉式万向节结构简单，允许最大交角为32°～33°，一般应用在转向驱动桥中。但由于汽车前行时只有两个钢球传力，倒车时则由另外两个钢球传力，故钢球与曲面滚道之间接触的单位压力较大，磨损较快。随着凹槽的磨损，万向节工作的准确性就会下降，并且这种万向节的制造工艺较复杂，导致它的应用也受限。

4）球笼式万向节

球笼式万向节是等速万向节的一种，也是各种万向节中应用最为广泛的一种。

①结构和原理

按主、从动轴在传递扭矩过程中是否发生轴向位移，球笼式万向节可分为固定型和伸缩型两种。其中，固定型万向节用于靠近车轮处，可伸缩型万向节用于靠近驱动桥处。图2.104所示为这两种万向节在传动装置中的布置图。

图2.104　固定型和伸缩型球笼式万向节在万向传动装置中的布置

固定型球笼式万向节主要由星形套、球笼、球形壳及钢球等组成，如图2.105所示。其中，星形套通过内花键与主动轴相连接，用卡环、外罩和钢带箍轴向限位。星形套的外表面有6条曲面凹槽，形成内滚道。球形壳与带花键的外半轴制成一体，内表面制有相应的6条曲面凹槽，形成外滚道。保持架球笼上有6个窗孔，装合后的6个钢球分别装于6条凹槽中，并用球笼使之保持在一个平面内。工作时，转矩由主动轴传至星形套，经6个均布的钢球传给球形壳，并通过球形壳上的花键轴传至转向驱动轮，使汽车行驶。

图2.105　固定型球笼式万向节的结构

伸缩型球笼式万向节的内、外滚道是圆筒形的，如图2.106所示。在传递转短的过程中，星形套与筒形壳可以沿轴向相对移动，故可省去其他万向传动装置中必须有的滑动花键。这不仅使结构简化，而且由于星形套与筒形壳间的铀向相对移动是通过钢球沿内、外滚道滚动来实现的，与滑动花键相比，其阻力小，最适用于断开式驱动桥。

球笼式万向节的等速传动原理与球叉式万向节类似，在此不再赘述。

②拆装与检修

A.拆卸过程：

a.用钢锯锯开原装卡箍，拆下防尘罩，如图2.107所示。

图2.106　伸缩型球笼式万向节的结构

图2.107　卡箍和防尘罩拆卸

b.万向节内、外圈解体：先拆弹簧卡圈，如图2.108所示。用木锤敲打外万向节使之从传动轴上卸下，然后用专用工具压出内万向节，如图2.109所示。

图2.108　弹簧卡圈拆卸

图2.109　用专用工具压出万向节

c.外等速万向节解体：分解前，在钢球球笼和球形壳上标出星形套位置，然后转动星形套与球笼，依次取出钢球，如图2.110所示。用力转动球笼使两个方孔与球形壳对上（如图2.111箭头所示），将星形套和球笼一起拆下。将星形套上扇形齿旋入球笼的方孔，然后从球笼中取出星形套，如图2.112所示。

图2.110　取出钢球

图2.111　拆卸球笼

d.内等速万向节解体：转动球笼和星形套，按垂直向前的方向压出球笼里的钢球，如图2.113箭头所示，从球槽上面取出球笼里的星形套。

图2.112　取出星形套

图2.113　取出钢球

B.检修内容：主要是检合内、外等速万向节中各部件的磨损情况和装配间隙。检修注意事项如下：

a.对于内等角速万向节，如某部件磨损严重，则应整体更换。

b.外等速万向节的6颗钢球要求有一定的配合公差，并与星形套一起组成配合件。检查轴、球笼、星形套与钢球有无凹陷与磨损，若万向节间隙过大，需更换万向节。

c.对于内等速万向节的检修，要检查球形壳、星形套、球笼及钢球有无凹陷与磨损，如磨损严重则应更换。

d.内等速万向节只能整体调换，不可单个更换。

e.防尘罩及卡箍、弹簧挡圈等损坏时，应予以更换。

C.安装过程：

a.外等速万向节的装配：用汽油清洗各部件，将润滑脂总量的一半（45 g）注入万向节内，将球笼连同星形套一起装入球形壳体，对角交替地压入钢球，必须保持星形套在球笼及球形壳的原先位置。将弹簧挡圈装入星形套，并将剩余的润滑脂压入万向节。(www.xing528.com)

b.内等速万向节的装配：对准凹槽，将星形套嵌入球笼，再将钢球压入球笼，并注入润滑脂90 g，将带钢球的球笼垂直装入球形壳，如图2.114所示。装配时，注意球形壳上的宽间隙a应对准星形套上的窄间隙b，转动球笼以便嵌入到位。转动星形套，星形套就能转出球笼，如图2.115所示。安装时，应保证球形壳体中的球槽有足够间隙。用力掀压球笼，如图2.116箭头所示，使装有钢球的球笼完全转入球形壳。最后检查，如果用手能将星形套在铀向范围内来回灵活推动，则表明装配正确。

图2.114　将球笼装入球形壳

图2.115　将星形套转出球笼

图2.116　使球笼完全转入球形壳

c.碟形座圈的安装：将碟形座圈装在传动轴带齿端配合位置上。

d.压入内万向节，安装弹簧卡圈，装上外万向节。

e.安装防尘罩。万向节防尘罩受到挤压后，内部将产生真空，所以安装防尘罩小口径后，要稍微充点气，使其压力平衡，不产生皱褶。

（2）传动轴

1）组成结构和原理

采用万向传动装置在有一定距离的两部件之间传递动力时，一般需要在万向节之间安装传动轴。如果两部件之间的距离发生变化，而万向节又没有伸缩功能，则还要将传动轴做成两段，用滑动花键连接，让传动轴可伸缩，这种传动轴一般设有由滑动叉和花键轴组成的滑动花键，以实现传动长度的变化，结构组成如图2.117所示。为减小传动轴花键连接部分的轴向滑动阻力和摩损，须加注润滑脂进行润滑，加注口为图中的油嘴。

图2.117　传动轴组成结构图

传动轴有实心和空心之分。为了减轻质量，节省材料，提高轴的强度、刚度，传动轴多为空心轴，一般用厚度为1.5～3 mm的薄钢板卷焊而成，超重型货车则直接采用无缝钢管。在转向驱动桥、断开式驱动桥或微型汽车的万向传动装置中，通常将传动轴制成实心轴。

另外，传动轴在高速旋转时，由于离心力作用将产生剧烈振动，因此出厂时必须进行动平衡校验，并在合适的部位焊接平衡片，以满足传动轴总成的平衡要求。

2）拆装与检修

下面以比亚迪F3轿车为例，介绍传动轴的拆装与检修过程。

①拆卸前的检查内容

a.检查传动轴C上的内护罩A和外护罩B有无裂纹、损坏，润滑脂是否泄漏及护罩卡环D是否松动，如图2.118所示。如果检查到任何缺陷，更换护罩和护罩卡环。用手转动传动轴，确认花键E和接头不会过于松动。

b.用手转动中间传动轴的连接轴F，如图2.119所示，确认外花键G和差速器内花键接头不会过于松动；用手转动支架H，确认支架转动灵活，无卡滞现象。

②拆卸过程

a.轻轻地旋松车轮螺母，抬升车前身，在适当的部位用安全架支撑。

b.拆除车轮螺母和前轮。

c.拆除传动轴螺母B上的开口销C，然后拆下螺母B和垫圈A，如图2.120所示。

d.排空变速箱油。使用新的垫圈，重新安装排放塞。

图2.118　检查传动轴护罩

图2.119　检查中间传动轴

e.拆除下球头销总成与摆臂焊接总成连接处的六角法兰面导向螺母A和六角法兰面螺栓B，使下球头销总成C与摆臂焊接总成D相分离，如图2.121所示。

图2.120　车轮和传动轴螺母的拆卸

图2.121　转向节和摆臂总成的拆卸

f.向外拉转向节，然后使用塑料槌，拆除前轮毂上的外球笼（左、右两侧），如图2.122所示。

g.左侧传动轴的拆卸：如图2.123所示，用撬杆撬出差速器上的内球笼A，作为一个总成，拆除传动轴。不能用力拉传动轴B，因为内球笼可能会破裂。直接将传动轴抽出，以免损坏油封。

图2.122　轮毂外球笼的拆卸

图2.123　左侧传动半轴的拆卸

h.右侧传动轴的拆卸：如图2.124所示，用顶杆B顶住内球笼A端面，用榔头C敲击顶杆尾部。

拆除六角法兰面螺栓A和中间支撑固定螺栓B，如图2.125所示，可以直接将中间轴抽出。如有需要，中间轴和右侧轴可一起拆卸，通过拆除支架固定螺栓，将两段轴一起拆下。

图2.124　右侧传动半轴的拆卸

图2.125　中间轴的拆卸

③检修内容

传动轴的主要损伤形式有轴弯曲、表面凹陷或有裂纹等，应主要检修以下几个方面：

a.目视检查传动轴轴管，不得有裂纹、扭曲以及严重的凹瘪，否则应更换传动轴。

b.检查传动轴弯曲程度（即径向圆跳动）。如图2.126所示，用“V”形铁水平架起传动轴并旋转，用百分表在轴的中间部位测量。测得的径向圆跳动公差应符合表2.4的规定，否则应校正传动轴或更换新件。

图2.126　传动轴的弯曲程度检查

表2.4　传动轴径向圆跳动公差

c.传动轴动平衡处理。由于传动轴管焊接组合件经修理后，原有的动平衡已不复存在。因此，传动轴管焊接组合件（包括滑动套）应重新进行动平衡试验。传动轴两端任一端的动不平衡量应符合表2.5的规定（其中，轿车应不大于10 g·cm）。传动轴管焊接组合件的平衡可在轴管的两端加焊平衡片，但每端最多不得多于3片。

表2.5　传动轴管焊接件的允许动不平衡量

④安装过程

a.将新的定位环安装在传动轴的定位环凹槽内。

b.如图2.127所示，用溶剂或制动器清洁剂彻底清洗半轴与差速器的接触区，然后用压缩空气吹干。将左前传动轴的内球笼端A插入差速器B内，直至定位环D在凹槽E内锁止。

c.将中间轴从右侧插入差速器，确保支架安装孔位与发动机安装孔对正，将固定支架的六角法兰面螺栓A和中间支承固定螺栓B的力矩打至规定值，如图2.128所示。

图2.127　轴内球笼安装

图2.128　右侧中间轴安装

d.如图2.129所示，将右传动轴的内球笼A与中间轴对正插入，确保中间轴上的弹簧卡圈B装配到位。

e.将左、右传动轴的外球笼A安装到前轮毂B内，如图2.130所示。

图2.129　右侧传动轴内球笼安装

图2.130　传动轴外球笼安装

f.如图2.131所示，将球头销总成C与摆臂焊接总成D对接，安装连接处的六角法兰面螺母A和六角法兰面螺栓B，将各自力矩打至规定值。

g.如图2.132所示，安装新的传动轴螺母B和垫圈A，扭紧传动轴螺母B至扭矩规定值，将新的开口销C装进销孔内，然后按图示弯折开口销。如果开口销无法插入狭槽与销孔，可适当旋紧螺母，使狭槽与销孔对准，不要通过旋松螺母的方法来对准。

图2.131　球头销总成和摆臂总成安装

h.清洁制动盘与前轮的配合面，然后使用车轮螺母，安装前轮，并用手转动前轮，确认半轴与周围部件间的间隙。

i.给变速箱重新注入推荐的变速箱油。

（3）中间支承

1）组成结构和原理

中间支承是将中间传动轴连接到车架横梁上的装置，结构如图2.133所示。中间支承一般由圆柱球轴承、橡胶垫、轴承座、油嘴等组成，实际上是一个通过轴承座和橡胶垫安装在车身上的轴承，用来支撑传动轴的一端，其轴承可以轴向微量滑动，以此来补偿轴向位置安装误差，减少轴承的轴向受力。

图2.132　传动轴螺母安装

图2.133　中间支承结构

2）检修

①中间支承灵活度检查

如图2.134所示，在中间支承周围摇动传动轴，以检查中间支承轴承的旋转是否灵活、轴承是否松旷的情况。若有，应更换新件。

图2.134　中间支承灵活度检查

②外观检查

将中间支承支架分解并清洗，然后观察油嘴螺纹是否损伤，支架的前、后油封有无磨损，支架有无破裂，橡胶垫有无腐蚀老化等。如出现以上情况，均应更换新件。另外，还要检查轴承滚珠、滚柱和外滚道上有无烧伤、金属剥落或保持架有无裂纹、铆钉松动等情况，若发现其中之一，均应更换轴承。

③轴承磨损情况检查

轴承的轴向间隙和径向间隙是衡量轴承磨损程度的一个重要参数，中间支承轴承经使用磨损后，需及时检查和调整，如图2.135所示。

图2.135　情况检查

以某中间支承双列圆锥滚子轴承为例，它有两个内圈和一个外围，两内圈中间有一个隔套，供调整轴向间隙用。磨损使中间支承轴向间隙超过0.30 mm时，将引起中间支承异响和传动轴严重振动，导致各传力部件早期损坏。其调整方法是：首先，拆下凸缘和中间轴承，将调整隔套适当磨薄，传动轴承在不受轴向力的自由状态下，保证轴向间隙为0.15～0.25 mm；然后进行装配，并用规定力矩拧紧凸缘螺母，保证轴承轴向间隙在0.05 mm左右，以转动轴承外圈无明显的轴向游隙为宜；最后，注入足够的润滑脂，以减小磨损。

2.4.3　万向传动装置常见故障的诊断和排除

万向传动装置的常见故障主要包括：万向节松旷，传动轴动不平衡及异响，中间支承松旷，相应的故障现象、原因以及诊断与排除方法见表2.6。

表2.6　万向传动装置常见的故障现象、原因、诊断与排除方法

【拓展阅读】

汽车传动轴发展历程

汽车传动轴作为汽车的一个重要的运动部件，在不同轴心的两轴间甚至在工作过程中相对位置不断变化的两轴间传递动力，工作环境都比较恶劣，因此对传动轴材料性能有着较高的要求。传统的汽车传动轴是金属件，包括传动轴体（一根或者多根）、万向节（两个或者多个）、滑动花键副、中间支承结构。对于金属传动轴而言，当两个万向节的中心距离不大于1.5 m时，一般采用单根传动轴管。当距离较远传动轴长度超过1.5 m时，通常就要采用两根或者两根以上传动轴管由三个或者三个以上的万向节连接而成，并且要增设中间结构件。金属传动轴在使用过程中要定期注入润滑油，以保养传动轴，工作强度大；且金属传动轴在使用过程中容易磨损，引起传动轴异响和发动机能量损失、缩短使用寿命。复合材料因具有加工能耗低、质量小、强度高、可设计性强、耐锈蚀、成型工艺性好等优点，成为汽车工业以塑代钢的理想材料，并渐渐成为传动轴的首选材料。

为了解决磨损、润滑等缺点，美国最先进行了传动轴涂覆层的研发，1966年成功申请专利。此种工艺是将尼龙11、尼龙12、尼龙1010粉末结合粘结剂涂覆在金属传动轴的表面。此种方法对传动轴的性能及其应用有一定的改进，但在部件简化及性能强度上的改善不大。但这种纤维增强树脂复合材料传动轴的问世及发展，正在逐渐解决传统金属传动轴的缺点和完善其性能。

福特公司1984年将玻璃纤维复合材料传动轴应用到汽车领域。此种材料的抗扭曲强度是传统金属材料的两倍以上，扭矩力测试结果为17 793 N，远大于安全设计值10 000 N，作为受力材料，玻璃纤维还要逊色于碳纤维复合材料。考虑到碳纤维使用的成本，早期传动轴主要采用的是玻璃纤维增强树脂或者玻璃纤维和碳纤维混合使用，其中碳纤维作为结构层。

英国吉凯恩公司在1988年开始着手于碳纤维复合材料传动轴的研究，最早将碳纤维复合材料应用于汽车传动轴的是美国摩里逊公司（Morrison Molded Fiber Glass），其生产的传动轴供通用汽车公司载重汽车应用。该传动轴采用卓尔泰克公司（ZOLTKE）公司的工业级48 K碳纤维，年生产量为60万根传动轴，每根传动轴消耗碳纤维0.68 kg。碳纤维复合材料具有很高的比强度、比模量，实现汽车轻量化的同时可以达到节能省油的目的。碳纤维复合材料传动轴已经广泛应用到汽车领域，并且成功地改善了传统金属汽车传动轴的NVH（Noise，Vibration，and Harshness）性能，为汽车驾驶者提供了安静怡人的环境。

为适应汽车轻量化以及降噪环保的需求，碳纤维传动轴具有极大的应用潜力市场，但其大规模的产业化仍受碳纤维成本高的影响，美国曾对汽车工业用碳纤维作了研究分析，结论是碳纤维价格降至16.5美元以下时，碳纤维与钢材相比就有竞争性了。其优良的性能及减轻车重的作用对制造商来说具有巨大的吸引力。