抱闸结构式自行车锁的设计与校核.pdf

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1、2014年8月机械设计与制造工程Agu．2014第43卷第8期MachineDesignandManufacturingEn~neefingVo1．43No．8DOI：10．3969／j．issn．2095—509X．2014．08．010抱闸结构式自行车锁的设计与校核曹伟，李超，魏秋雨，夏宇彬，徐智敏，姜珊，尤烟烟(南京师范大学能源与机械工程学院，江苏南京210042)摘要：介绍了一种抱闸结构式自行车锁的设计方案，包括设计背景、设计要求、结构组成、工作原理等。通过建立抱闸结构式自行车锁的三维实体模型和有限元模型，对该车锁铆钉连接部分和抱闸外壳进行了强度分析，得出了铆钉和抱闸外壳被破坏时能够承

2、受的最大载荷。分析表明，当偷车者强行破坏锁体时，必然会破坏整个抱闸系统，造成自行车不能正常使用，能大大提高自行车的防盗性能。关键词：抱闸；自行车锁；有限元法；强度校核中图分类号：TB472文献标识码：A文章编号：2095—509X(2014)08—0042—05中国是自行车大国。据统计，截止2010年底，通常只限于增强自行车锁具的强度，但受到体积、全国自行车保有量接近4．5亿辆，而且现在还在不质量、材料以及成本的限制，这种强度的增加是有断增加。伴随着这巨大的自行车保有量的是猖獗限的，所以“撬、剪、敲”等粗野的偷盗方式仍然占的自行车盗窃行为，根据公安部公布的数据，全国有主要部分。第二，防盗功能定

3、义不准确。市场上每年发生自行车盗窃案400多万起，造成经济损失常见的自行车锁，其功能是保证自行车不被移走，20多亿元⋯。某高校的一项调查显示：有97％的而不是保护自行车自身的价值。而盗窃的根本目同学在校内有丢自行车的经历；有70％的同学有的是为了自行车的使用价值，只有防盗功能定义深过丢失2辆自行车的经历。入到保护自行车的使用价值时，使盗窃自行车与失现有的自行车锁主要是链条锁和环形锁。去使用价值联系在一起，盗窃行为才有可能从根本此类锁具由锁头和锁身组成，锁身由链条或者钢丝上被解决。制成，外包一层塑料外皮。使用时将锁身绕过前轮在具体的方案设计中，应该考虑自行车的设或者后轮辐条间隙后锁住锁头，使车轮

4、和车身保持计、制造和使用3方面以及锁具制造业对新设计的相对静止以达到防盗的目的。链条锁和环形锁是接受能力问题。理想的设计方案应有以下几个特应用最为广泛的一种锁具，但由于其锁身材料的强点L3j：(1)结构简单，成本低廉；(2)不影响原有自度问题极易遭到破坏，大力钳即可轻松剪断此种类行车使用功能，不对原有结构、外观做较大调整；型的锁具。还有的车锁运用到了电子产品，具有报(3)自行车锁被破坏后，自行车失去原有使用性警功能[4]，当偷盗者偷自行车时，会发出报警声能；(4)增加的工序适合大批量生产。音，引起别人的注意，但其成本较高，只在少数的高档自行车中使用。2抱闸结构式自行车锁的组成结构与工作原理1自

5、行车锁设计要求为了确保自行车锁能够达到上述目的，经过仔自行车在防盗功能设计上的欠缺是自行车被细研究和实验，选择自行车抱闸这一零件进行锁具偷的主要原因J。可以从以下两个方面进行说功能的改进设计，采用的技术方案如下。明：第一，自行车无论在设计上还是制造上，很少考2．1抱闸结构式自行车锁的组成结构虑到它的防盗功能，用于防盗的车锁也只是在购买如图1、图2、图3所示，本结构包括外芯1、橡自行车后添加的。因此，增强自行车的防盗性能，胶2、抱闸摩擦轮3、连杆4、刹车铁皮5、内芯6、锁收稿日期：2014—07—10作者简介：曹伟(1992一)，男，江苏南京人，南京师范大学本科生，主要研究方向为机械工程及自动化

6、。·42·2014年第43卷机械设计与制造工程构简单合理，成本低廉，不影响原有抱闸功能，不对原有结构、外观做较大改变，占用空间小。其最大的优点是锁芯在抱闸内部，很难被剪断。通过有限元法校核其强度，由结果可知，若强行破坏锁具，则整个抱闸系统就会遭到破坏，抱闸将产生变形卡死摩擦轮，自行车很难正常使用，能大大提高自行车防盗能力，具有广阔的市场前景。同时，由于机构图l3抱闸外壳压力一最大应力值曲线图简单实用，可短期实现批量化生产。15．8MPa时，抱闸外壳即发生局部断裂，而此时自行车锁锁体与抱闸外壳连接的铆钉还未破坏。因参考文献：此，如果偷车者采取用榔头等工具强行将锁体破坏[1]王婧．盗窃自行车犯罪特

7、点及预防对策[J]．西安社会科学，的手段偷取自行车时，一方面必然会造成抱闸系统201l(2)：45—46．[2]李佳莉，陈彦彰，张舒予，等．佛山市城区自行车被盗的调查的破坏，自行车的使用性就无法得到保证；另一方分析——如何选择自行车防盗锁[J]．网络科技时代，2003面，会产生大量的噪声，引起别人的注意，从而能从(10)：28—3O．根源上大大提高自行车的防盗性能。[3]夏进军，李洋．卡扣辐条盘式