剥毛豆机设计

论文总字数：21903字

摘 要

本设计设计一款机械剥毛豆机以实现剥豆机械化、自动化，既可以提高生产效率又节省大量的劳动力。剥毛豆机主要依靠的原理是青毛豆通过进料系统使得毛豆能轴向进入两根旋转方向相反的轴辊，而轴辊之间的间隙较小,在摩擦力的作用下毛豆荚随轴辊离开,而豆仁在轴辊的挤压下脱离豆荚,实现两者的分离。本设计对剥毛豆机的进料系统和剥皮系统都进行了符合实际毛豆进料和剥皮的优化设计，确保整个毛豆剥皮过程顺利高效。尤其创新的设计了可调节间隙的两个轴辊，以对应在不同季节产出的毛豆的饱满程度。整个设计过程分为方案初步设计和方案精细设计、绘制装配图、搭建样机等过程。在方案设计过程中使用SolidWorks进行三维仿真设计，模拟实际剥毛豆过程，查设计手册以及通过计算确定最后的各个零件的型号尺寸，绘制零件图，最后进行虚拟装配。

最终设计了一款安全高效的剥毛豆机，既能保证剥出的毛豆完整性，同时保证操作人员的安全，设计制作出的剥毛豆机具有较高的实际意义。实现了课题要求。

关键词：剥毛豆机，优化设计，SolidWorks，虚拟装配

The design of Soybean peeling machine Abstract： Green peas are not only delicious but also very high nutritional value, is truly green products, whether in the countryside or in the city are very popular. Beans With consumption growing population of our country as well as the continuous improvement of agricultural production, people with a high nutritional value of soybeans, etc. is growing. But it is a very difficult issue to get peas, The traditional manual stripping stripping out the beans may be good quality beans, but low efficiency, which waste long time. The design of a mechanical stripping edamame beans peeling machine to achieve mechanization and automation, can not only improve productivity but also saves a lot of labor. Stripping soybeans machine mainly rely on the principle of the green beans by feeding system makes the soybean can be axially into two rotating in the opposite direction of the shaft and, and between the shaft and the gap smaller, in the action of the force of friction pods Mao left with the roll shaft, and bean benevolence in shaft and squeeze out of pods and realize their separation. The design of the soybean peeling machine feed system and stripping system have carried out the actual soybean feed and design optimization skinned comply, ensure that the entire soybean peeling process smooth and efficient. In particular, the innovative design of the adjustable roll gap between the two axes, corresponding to the full extent of the different seasons of soybean output. Throughout the design process is divided into preliminary design plan and program of fine design, assembly drawing, build prototypes and other processes. Using the program design process such as SolidWorks three-dimensional simulation design, simulate the actual soybean peeling process, design manual and check by calculation to determine the final size of various parts of the model, drawing parts diagram, and finally the virtual assembly. The final design of a safe and efficient soybean peeling machine, stripping out of soybeans can guarantee the integrity, while ensuring the safety of the operator, designed to produce soybean peeling machine has a high practical significance. Achieve the requirements of the subject.

Key words:Soybean peeling machine；optimal design；SolidWorks；virtual assembly

目 录

第一章 绪论 7

1.1研究背景 7

1.2国内外研究现状 7

1.3本文内容及设计目的 8

第二章 剥毛豆机结构设计 9

2.1剥毛豆机整机的工作概况 9

2.2毛豆仁与毛豆荚分离结构 10

2.2.1青毛豆分离 10

2.2.2可调摩擦轮 10

2.3进料板组成及原理 11

2.4毛豆仁分离后收集装置及原理 12

第三章、剥毛豆机脱粒原理 14

3.1剥毛豆机脱粒原理分析[8] 14

3.2剥毛豆机参数设计[10] 15

3.2.1轴辊的布置 15

3.2.2轴辊转速 15

3.2.3剥毛豆机的功率计算 15

第四章 剥毛豆机传动设计 16

4.1电动机选择[1] 16

4.2传动方案选择 16

4.3传动比的计算与分配 16

4.4齿轮传动部分计算 16

4.4.1运动与动力参数计算[13] 16

4.4.2齿轮的设计计算 17

4.4.3带轮的设计计算[4] 20

4.4.4摩擦轮传动设计[3] 22

4.5 高速轴的设计[1] 22

4.5.1材料的选择 22

4.5.2轴径的计算 23

4.5.3联轴器的选择 23

4.5.4键的选择——按轴颈选择 23

4.5.5滚动轴承的选择 23

4.5.6轴结构的工艺性 23

4.5.7按弯扭合成校核轴的强度[5] 23

4.6主轴辊轴的设计[1] 25

4.6.1选择轴的材料 25

4.6.2轴径的计算 25

4.6.3轴的结构设计 25

第五章 装配图设计 28

5.1装配图的作用 28

5.2剥毛豆机装配图的绘制 28

5.2.1、装备图的总体规划 28

5.2.2、绘制过程 28

5.2.3、完成装配图 29

第六章 总结 30

6.1工作总结 30

6.2关键创新点 30

6.3展望 30

剥毛豆机设计

1. 绪论

1.1研究背景

改革开放30多年来，人民物质生活水平有了质的提高，人们对各种食物的要求也越来越高，而且正不断地朝绿色食品转变，市场上对绿色食品的需求越来越大。青毛豆一直是人们饭桌上的一道可口的菜肴，丰富的植物蛋白以及极好的口感使得青毛豆一直深受人们的喜爱。

青毛豆在市场上的需求很高，如果遵循一定的经济原理进行操作，将会得到丰厚的利润。因为青毛豆的季节性比较强通常在春夏季为旺季，在青毛豆旺季时货源丰富价格会比较低，而在淡季时市场上的供应又会严重不足甚至出现脱销的情况，导致毛豆价格大幅提高，巧妙运用青毛豆上市的特点，可获得成倍的经济增效。如果配合冷藏设备的使用，在青毛豆上市时批量收购青毛豆剥壳后进行冷藏保鲜，可让毛豆仁的保存时间大大增加，以此调节淡旺季的市场供应，收益会很高。

市场对毛豆的需求很高但获取豆仁却是一个很棘手的问题。人们通常采用手动剥豆的方式这样虽然可以剥出质量较好的豆粒，但是效率非常低。基于这个问题我想我们将剥豆进行机械化、自动化转变，那么就可以大大提高毛豆的生产效率也可以避免大量劳动力的使用。如今的市场上已存在的一些剥毛豆设备功能大抵能实现剥豆的要求，但技术不够成熟，很多剥出来的豆仁都存在破损的现象很难让人满意。而且经常会出现漏剥的现象，这样的结果很难将其很好的推广开。

想要得到大量的青毛豆豆仁自然需要生产效率较高的剥毛豆机投入生产生活，为提高剥豆效率，并且能尽可能的使剥出来的豆子是完整的，急需研发高效率的剥豆机。需要做到以下基本要求，重量轻，工作可靠，成本低，工作效率高，这样对家庭和人们生产生活中对剥毛豆的需求将会是极大的助力。

1.2国内外研究现状

国外对剥毛豆机的设计研究是比较早的在上世纪70年代就制造出具备一定功能的毛豆剥壳装置，但当时其设计相对来说比较简陋，能对毛豆进行剥壳但是脱壳效率较低，且经常会使得很大一部分豆仁破损。但之后由于制造工业的飞速发展，材料的飞速革新，以及国外对食品生产工业的研究进展较快，目前已能实现毛豆的完整脱粒工作。而且剥壳效率能达到95%[9]左右，豆仁的完整性也较好。

相比于国外对这方面的研究，由于我国食品工业起步较晚，相对来说会有一定的滞后性。就单单从针对剥毛豆机的设计研究我国在90年代才日渐成熟就可以看出，我国在这方面的研究的落后。

图1.1.现有毛豆机进料方式

国内的对这方面的研究则相对晚一些，改革开放以后我国经济及工业发展迅速，食品生产工业的发展也获得了显著进展，且人们对食品需求量不断加大，促使食品生产工业迅速发展。剥毛豆机也开始有不少学者参与研究，目前我国的食品生产工业也已经处于较高水平。国内生产的毛豆机大致分为家用型和大型毛豆剥壳机。家用型的毛豆剥壳机的效率较低，产量在5~10kg/h，剥壳率在80%左右，且操作方式如图1.1所示较为繁琐。大型剥毛豆机则会好些，产量为150~200kg/h，破损率在1%左右，漏剥率也基本小于5%，比较符合市场需求。

1.3本文内容及设计目的

本文主要介绍剥毛豆机的设计过程，通过机械设计基础知识及绘图技巧，完成传动部分、毛豆机进料部分以及脱皮部分的设计计算分析。全面的介绍剥毛豆机的结构、各个部件的功能以及介绍各个零件的设计计算过程。确保设计的剥毛豆机的各个部件的可行性以及能良好的实现剥毛豆机的功能。最终完成虚拟装配。

第二章 剥毛豆机结构设计

2.1剥毛豆机整机的工作概况

如图2.1所示，剥毛豆机共分为进料系统，传动系统，脱皮系统以及毛豆与分开后的毛豆荚的分装系统。

齿轮传动

主轴辊轴

剥皮轴辊

豆荚出口

漏斗

皮带传动

上进料板

摩擦轮

图2.1整机工作示意图

橡皮管

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