弹簧变形能及其应用

2025-09-29 理论教育版权反馈

【摘要】：在加载过程中，弹簧所吸收的能量称为变形能，以U 表示。对于自由放置的螺旋弹簧，在变形恢复时若没有与其他零件相摩擦，摩擦损失的能量等于零，则弹簧放出的能量和积蓄的能量相等。对于叠板弹簧、碟形弹簧及环形弹簧等，由于在过程中弹簧间变形相互摩擦，故有相当数量的摩擦功存在，致使卸载时的特性线低于加载时的特性线，如图3-35 所示。设计缓冲弹簧时，为保证其缓冲能力，应要求弹簧的变形能大于被缓冲物体的动能。

在加载过程中，弹簧所吸收的能量称为变形能，以U 表示。对图3-30 ～图3-33 所示直线型特性线的弹簧，图中阴影部分的面积就是弹簧在工作行程中所吸收的能量。

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图3-35　摩擦功

A—加载时 B—卸载时

弹簧在加载时所吸收并储存的变形能，卸载时将释放并转换为机械功。对于自由放置的螺旋弹簧，在变形恢复时若没有与其他零件相摩擦，摩擦损失的能量等于零，则弹簧放出的能量和积蓄的能量相等。对于叠板弹簧、碟形弹簧及环形弹簧等，由于在过程中弹簧间变形相互摩擦，故有相当数量的摩擦功存在，致使卸载时的特性线低于加载时的特性线，如图3-35 所示。阴影部分的面积即为摩擦功，该面积越大，表明弹簧的吸振能力越强。但摩擦功越大，发热量就越大，这时要考虑散热问题。

设计缓冲弹簧时，为保证其缓冲能力，应要求弹簧的变形能大于( 至少等于) 被缓冲物体的动能。

思考题

1.常用螺纹按牙形分为几种，各有什么特点? 连接、传动、密封应各选用何种牙形的螺纹?(https://www.chuimin.cn)

2.螺纹连接有哪些基本类型，各有什么特点? 各自适用于什么场合?

3.拧紧螺母时，拧紧力矩需要克服哪些阻力矩? 螺栓和被连接件各受到什么力?

4.一般情况下，连接螺纹都能满足自锁条件，为什么还要采取防松措施，常用的防松措施有哪些?

5.滚动轴承由哪些基本零件组成? 其各自的作用是什么?

6.滚动轴承的主要特点是什么?

7.滚动轴承的类型选择应考虑哪些因素?

8.试说明心轴、传动轴和转轴工作时的受力特点及应力变化情况。

9.常用的联轴器哪些类型? 各有何特点? 列举你所知道的应用实例。