目录摘要引言第一章总体方案设计1.1毛豆去壳原理1.1.1青毛豆荚物理形状分析1.1.2相关去壳脱粒技术的分析研究1.1.3核心技术1.2方案分析1.3材料分析及选择1.4确定总体方案第二章关键部件参数设计2.1轧辊布置角度计算2.2轧辊间隙计算2.3送料装置设计2.4振动料斗设计第三章脱壳清选装置设计3.1电动机选型3.2快辊皮带传动设计3.3慢辊皮带传动设计3.4振动筛设计3.4.1双曲柄结构计算3.4.2传动链设计计算第四章轴的设计4.1快速辊轴设计4.1.1快速辊轴设计计算4.1.2联轴器选型4.1.3轴承型号、轴承盖及套筒选择4.1.4轴的设计校核4.2慢速滚珠设计4.2.1慢速轴设计计算4.2.2联轴器选型4.2.3轴承型号、轴承盖及套筒选择4.2.4轴的设计校核第五章轴承校核、键校核、润滑方式5.1轴承校核与润滑5.2键校核第六章控制系统部分设计6.1PLC控制系统的设计原则和步骤6.2三相步进电动机的控制6.2.1分析控制对象6.2.2三相步进电机控制要求6.2.3方案设计6.2.4硬件设计6.2.5软件设计第七章使用说明书7.1使用前准备7.2工作中的管理7.3维护与保养7.4机械安全操作规程设计总结致辞参考文献摘要：青毛豆是江苏省特色农产品,也是城乡居民喜爱的蔬菜食品，因其生产季节性强，旺季集中上市，价格低廉，过了收获季节，市场缺供或少供，农民种植青毛豆的收入不高，存在一定的风险。
目前主要通过保鲜、冷藏技术将青毛豆延至淡季销售，具体的方式有两种：一种是将青毛豆荚直接入库冷藏保鲜；另一种是剥荚后的青毛豆籽经高温蒸气等处理后冷藏。
前种方法保鲜时间较短，且销售后还需剥荚，费时费事；第二种方法保鲜时间较长，方便人们食用，且能增加生产、经营者收入，有较强的发展势头，在海门已经初步形成了一个新兴产业。
青毛豆剥壳机研制开发正是针对这一状况提出，在分析青毛豆剥壳机原理的基础上，设计出一种全自动青毛豆剥壳机，并对关键部件——送料装置和轧辊的设计参数进行分析计算，得到了相应参数的理论计算模型。
根据关键参数的理论计算结果，制作了产品样机，并利用新鲜毛豆进行了多次剥壳试验，同时对试验数据进行统计分析。
试验结果表明，剥豆成功率稳定在99%以上，毛豆破损率稳定在1%以下。
引言毛豆以及其他一些豆类都具有很高的营养价值，而且口感良好，它具有下功能：1.改善脂肪代谢：毛豆中的脂肪含量明显高于其它种类的蔬菜，但其中多以不饱和脂肪酸为主，如人体必需的亚油酸和亚麻酸，它们可以改善脂肪代谢，有助于降低人体中甘油三酯和胆固醇;2.改善大脑的记忆力：毛豆中的卵磷脂是大脑发育不可缺少的营养之一，有助于改善大脑的记忆力和智力水平;3.改善便秘：毛豆中还含有丰富的食物纤维，不仅能改善便秘，还有利于血压和胆固醇的降低;4.养颜润肤：有效改善食欲不振与全身倦怠的功效。
毛豆营养丰富均衡，含有有益的活性成分，经常食用，对女性保持苗条身材作用显著;对肥胖、高血脂、动脉粥样硬化、冠心病等疾病有预防和辅助治疗的作用。
因此在日常生活中深爱人们的喜爱。
毛豆深加工过程中最复杂和费时的工序就是剥壳。
手工剥壳方式具有费时费力、效率低、不卫生以及品质不一等缺点，给生产者带来了种种不便。
目前，市场上虽然已经有一些专门的毛豆剥壳设备，但功能还不够完善，技术不是很成熟，缺乏成型的毛豆脱壳机具，阻碍了毛豆深加工的产业化发展。
理论分析与实验研究表明，影响剥壳效果的主要原因是壳韧豆脆，籽粒易受伤，导致剥壳成功率不高。
本文研制的毛豆剥壳机不但能快速、便捷地脱壳，而且操作方便，剥豆成功率较高。
第一章总体方案设计1.1毛豆去壳原理轧辊式毛豆剥壳机主要由振动料斗、机体、输送机构、导料板、轧辊和豆与壳分离引导板组成，将毛豆荚放入储料斗中，电机带动偏心轴转动，由于偏心轴质量分布不匀所以在转动过程中将产生激振力，使豆荚较分散且均匀地落在传输带上，经传输带把豆送到导料板，进而滑落卷入轧辊中。
由于两轧辊反向旋转，同时两轧辊之间有一定的间隙，能够使豆荚的一部分被轧辊夹持并被挤压，使豆粒从豆壳中脱出，而豆壳被轧辊卷入，使豆粒和豆壳分离。
经一块V形分离引导板将豆粒导入豆粒收集盘中，把豆壳导入到豆壳收集盘中。
挤压式剥壳是本文所述剥壳机的核心技术，借助于轧辊对豆粒挤压，使豆粒从豆壳中脱出。
其中，反向旋转的一对轧辊为剥壳机的核心装置，它能有效破壳的原理如下：毛豆豆荚为扁长条状，中间厚，两头扁平，籽粒在壳内纵向排列，籽粒间有一定间隙，受外力挤压时会移动；豆荚外壳比较柔韧，两片豆壳结合处破坏应力较小，当被施加外力时，籽粒可以从两豆壳结合处轻松脱出HJ。
当长条状毛豆荚经送料装置纵向输送到双轧辊时，豆荚扁平的一端首先被反向转动的轧辊夹持，轧辊转动，豆荚通过轧辊向前移动。
由于两轧辊间隙较小(大约在1．7—2．Omm之间)，豆荚中间厚鼓部分难以通过，荚中籽粒受到轧辊的挤压，与荚壳产生相对运动，向后移动的籽粒将荚壳撑开，脱离豆壳，实现剥壳脱粒口]。
这时，豆壳在双轧辊的前侧，籽粒在后侧，达到了粒壳分离和分置。
1.1.1青毛豆物理形状分析青毛豆荚为扁长条状，中间厚，两头扁平，大体尺寸是：长３0～６0mm，宽8～12mm，厚5～8mm；每荚含籽粒1～4个，其中2～3粒的占85%以上，其豆荚长度在40～50mm；籽粒为长扁鼓形，籽粒在壳内纵向排立，籽粒间有一定间隙，受外界挤压时会移动；豆荚外壳比较柔韧，两片荚壳结合力较紧，无一定的外力作用，籽粒不可能脱出；籽粒和荚壳的含水率较高，壳韧籽脆，籽粒易受伤。
该物理性状在设计开发剥壳装置时，需重点考虑、研究。
1.1.2相关剥壳脱粒技术的分析研究撞击法脱壳撞击法脱壳是物料高速运动时突然受阻而受到冲击力，使外壳破碎而实现脱壳的目的。
其典型设备为由高速回转甩料盘及固定在甩料盘周围的粗糙壁板组成的离心脱壳机。
甩料盘使荚果产生一个较大的离心力撞击壁面，只要撞击力足够大，荚果外壳就会产生较大的变形，进而形成裂缝。
当荚果离开壁面时，由于外壳具有不同的弹性变形而产生不同的运动速度，荚果所受到的弹性力较小，运动速度也不如外壳，阻止了外壳迅速向外移动而使其在裂缝处裂开，从而实现籽粒的脱壳。
撞击脱壳法适合于仁壳间结合力小，仁壳间隙较大且外壳较脆的荚果。
影响离心式脱壳机脱壳质量的因素有，籽粒的水分含量、甩料盘的转速、甩料盘的结构特点等。
碾搓法脱壳荚果在固定磨片和运动着的磨片间受到强烈的碾搓作用，使荚果的外壳被撕裂而实现脱壳。
其典型的设备为由一个固定圆盘和一个转动圆盘组成的圆盘剥壳机。
荚果经进料口进入定磨片和动磨片的间隙中，动磨片转动的离心力使籽粒沿径向向外运动，也使荚果与定磨片问产生方向相反的摩擦力；同时，磨片上的牙齿不断对外壳进行切裂，在摩擦力与剪切力的共同作用下使外壳产生裂纹直至破裂，并与壳仁脱离，达到脱壳的目的。
该种方法影响因素有，荚果的水分含量、圆盘的直经、转速高低、磨片之间工作间隙的大小、磨片上槽纹的形状和荚果的均匀度等。
搓撕法脱壳搓撕法脱壳是利用相对转动的橡胶辊筒对籽粒进行搓撕作用而进行脱壳的。
两只胶辊水平放置，分别以不同转速相对转动，辊面之间存在一定的线速差，橡胶辊具有一定的弹性．其摩擦系数较大。
花生荚果进入胶辊工作区时，与两辊面相接触，如果此时荚果符合被辊子啮人的条件，即啮人角小于摩擦角，就能顺利进入两辊问．此时荚果在被拉人辊间的同时，受到两个不同方向的摩擦力的撕搓作用；另外，荚果又受到两辊面的法向挤压力的作用，当荚果到达辊子中心连线附近时法向挤压力最大，荚果受压产生弹性——塑性变形，此时荚果的外壳也将在挤压作用下破裂，在上述相反方向撕搓力的作用下完成脱壳过程。
影响脱壳性能的因素有，线速差、胶压辊的硬度、轧入角、轧辊半径、轧辊间间隙等。
常见的两种相关机械剥壳方式：一种是碾搓剥壳，即借助于表面磨擦力碾搓作用的剥壳，剥壳效率高，其要求加工对象含水率较低、籽粒和壳有一定硬度；另一种是冲击剥壳，即利用冲击力使果荚炸裂，籽粒与果荚分离。
这两种方式都要求籽粒表面较硬，不易破碎，青毛豆荚的物理性状不能满足，须另劈溪径。
1.1.3核心技术挤压剥壳技术是本项目的核心技术。
双轴辊装置为剥壳机的核心装置。
工作原理是：当长条状青毛豆荚经导向装置纵向输送到双轴辊时，毛豆荚扁平的一端首先为对向转动的轴辊夹持，轴辊转动，毛豆荚通过轴辊向前移动，由于两轴辊间隙较小，豆荚中间厚鼓部分难以通过，荚中籽粒受到轴辊的挤压，与荚壳产生相对运动，向后滑移，向后移动的籽粒，将荚壳撑开，脱离荚壳，实现剥壳脱粒。
这时荚壳在双轴辊的前侧，籽粒在后侧，达到了粒、壳分开、分置。
1.2方案分析对于设计任务书中所提及的要求，应首先确定毛豆去壳机的脱壳原理、清选原理，然后再拟定总体的传动方案和结构方案，最后绘制装配草图。
目前毛豆脱壳机采用的脱壳结构主要有：以打击、揉搓为主的钢纹杆或钢栅条凹板结构，以挤压、揉搓为主的橡胶滚筒或橡胶浮动凹板结构两大类。
前者存在着毛豆破碎率高的缺点，后者脱壳效率与脱净率不高。
还有一种采用差速辊对滚的脱壳方式，具有破碎率低，生产率、脱净率都能达到较好效果的特点。
因此，本设计中采用这种原理来设计毛豆去壳机。
还有一种采用差速辊对滚的脱壳方式，具有破碎率低，生产率、脱净率都能达到较好效果的特点。
因此，本设计中采用这种原理来设计毛豆去壳机。
1.3材料分析及选择机体的材料，考虑是加工站用，使用率很高，不经常移动，可以采用HT200。
脱壳辊采用Q235，承受的力较大，有一定的刚度。
轴受到弯矩、扭矩的作用，所有的轴均采用45钢调质处理。
轴承盖无特殊要求，采用HT200。
振动筛连杆采用45钢，承受一定的冲击载荷，振动筛采用45钢。
轧辊采用塑料注塑而成，塑料也像金属一样，种类繁多，虽然已工业化的主要类别只有五十多种，但每类又有许多品级。
如尼龙塑料则包括尼龙3、尼龙4、尼龙6、尼龙46、尼龙66、尼龙7、尼龙8、尼龙9、尼龙610、尼龙1010、尼龙11、尼龙12、尼龙13、尼龙612，尼龙9T，尼龙13，MC尼龙，尼龙MXD6尼龙等品种。
每一品种还可以通过改性，例如加入填料或增强材料和其它辅助材料，或通过共混制成"合金"；或通过加工工艺如定向拉伸、结晶、发泡等来获得新的性能，以满足使用要求。
塑料类型选用聚砜材料，聚醚醚酮(PEEK)树脂是一种性能优异的特种工程塑料，与其他特种工程塑料相比具有更多显著优势，耐正高温260度、机械性能优异、自润滑性好、耐化学品腐蚀、阻燃、耐剥离性、耐磨不耐强硝酸、浓硫酸、抗辐射、超强的机械性能可用于高端的机械和航空等科技。
聚砜如图所示。
1.4确定总体方案1.电动机皮带轮2.快速辊皮带轮3.快速辊4慢速辊5慢速辊皮带轮6振动筛皮带轮7振动筛图1-1毛豆去壳机原理示意图第二章关键部件参数设计2.1轧辊布置角度计算两轧辊的位置布局方式如图2所示。