I毛豆脫殼機(jī)械設(shè)計(jì)摘要：毛豆具有很高的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值，深受人們的喜愛(ài)，而且還能補(bǔ)充人體必需的蛋白質(zhì)營(yíng)養(yǎng)，是一種在各方面來(lái)說(shuō)都很有價(jià)值的蔬菜食品。隨著現(xiàn)如今國(guó)際機(jī)械化的高速發(fā)展，人工毛豆脫皮費(fèi)時(shí)費(fèi)力，大大阻礙了毛豆價(jià)值的發(fā)揮與農(nóng)民收入的提高，毛豆脫殼機(jī)的研制正是在這一基礎(chǔ)上提高毛豆脫殼率，增加人們直接食用潔凈無(wú)污染的豆子而構(gòu)想的。高效率的毛豆剝殼可以大大提高毛豆運(yùn)輸，包裝，冷藏等等步驟的效益，大力推進(jìn)農(nóng)業(yè)的現(xiàn)代化發(fā)展。通過(guò)參考國(guó)內(nèi)外各種主流脫殼機(jī)，研究其核心原理，革新其數(shù)據(jù)構(gòu)造，來(lái)設(shè)計(jì)一種更加廣泛適合我國(guó)基本國(guó)情的毛豆脫殼機(jī)。并對(duì)核心裝置軸輥進(jìn)行了新的設(shè)計(jì)，從而開(kāi)發(fā)出一種更加高效的毛豆脫殼機(jī)。關(guān)鍵詞：毛豆脫殼機(jī)；高效；軋輥IISoybean hulling machine shellerAbstract：Soybean has very high nutritional value， deeply people’s affection and also essential protein nutrition is a in the beans are valuable vegetable food.With rapid development of nowadays international mechanization， artificial soybean peeling is time- consuming and laborious， greatly hindered the marketable value of play and the income of the farmers raise and development of soybean hulling machine is on the basis of the improved soybean hulling rate，increase food for people clean without pollution beans conceived.Efficient soybean hulling can greatly improve soybean transport， packaging， refrigeration and so on steps of benefits, and vigorously promote the agricultural modernization.By reference to the domestic and international mainstream sheller， it has to study its key principles， reformof the data structure to design a more suitable for China’ s basic national conditions of soybean sheller.And the core shaft roller device for a new design， to develop a more efficient soybean sheller. key word：Soybean sheller; Efficient; RollIII目 錄摘要 ⅠAbstract.Ⅱ目錄 Ⅲ1 引言 .11.1 課題提出的背景 11.2 研究的意義 21.3 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀 21.4 脫殼方式的發(fā)展 21.5 提高毛豆脫殼機(jī)械能力 21.5.1 提高毛豆脫殼機(jī)械的通用性和適應(yīng)性 .21.5.2 提高毛豆機(jī)械去皮率，盡量減少豆子破損率 .21.5.3 向自動(dòng)控制和自動(dòng)化方向發(fā)展 .31.6 毛豆脫殼機(jī)械應(yīng)用前景 32 毛豆脫殼技術(shù)的研究分析 .42.1 毛豆脫殼技術(shù) 42.2 毛豆脫殼機(jī)一 52.3 毛豆脫殼機(jī)二 73 毛豆脫殼機(jī)的主要構(gòu)造及運(yùn)行原理 .9方案一毛豆脫殼機(jī) 93.1 毛豆脫殼機(jī)一 93.2 剝殼原理 103.3 軸的結(jié)構(gòu) 123.4 軸的校核 123.5 剝殼輥的清潔 13方案二專(zhuān)業(yè)毛豆脫殼機(jī)的結(jié)構(gòu) 14IV3.6 毛豆脫殼機(jī)二 143.7.毛豆剝殼機(jī)的核心技術(shù) 153.8 傳動(dòng)方案擬定 153.9 電動(dòng)機(jī)的選擇 153.10 毛豆脫殼機(jī)的主要部件設(shè)計(jì) 153.10.1 帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì) .163.10.2 軸的設(shè)計(jì) .203.10.3 齒輪的設(shè)計(jì) .243.10.4 震動(dòng)工作臺(tái)的設(shè)計(jì) .263.10.5 機(jī)架的設(shè)計(jì) .283.10.6 橡膠輥的選取 .283.10.7 鍵的選擇 .283.10.8 剝殼輥的清潔 .28總 結(jié) 29參 考 文 獻(xiàn) 30致 謝 3211 引言1.1 課題提出的背景毛豆在日常生活中很受人們的喜愛(ài)，因?yàn)樗哂泻芨叩臓I(yíng)養(yǎng)價(jià)值而且味道也很不錯(cuò)，毛豆的開(kāi)發(fā)利用是全世界的一個(gè)新興熱門(mén)產(chǎn)業(yè) [1]。毛豆是生活中蛋白質(zhì)的主要來(lái)源之一，尤其是在世界上，特殊考慮中國(guó)國(guó)情，蛋白質(zhì)營(yíng)養(yǎng)嚴(yán)重不足，大力發(fā)展毛豆等豆類(lèi)產(chǎn)業(yè)的形勢(shì)非常嚴(yán)峻。然而攝取毛豆蛋白質(zhì)營(yíng)養(yǎng)量不多，只有通過(guò)豆類(lèi)產(chǎn)品，豆?jié){等一系列渠道，占 25%的毛豆總產(chǎn)量，75%的大毛豆種子被用于石油提取，動(dòng)物使用豆餅制品 [2]。東南亞國(guó)家自二十世紀(jì)八十年代之后，加大了毛豆蛋白的攝入量，被很多地區(qū)學(xué)習(xí)，當(dāng)前在經(jīng)濟(jì)大國(guó)的毛豆需要量每一年以 20%的速率增長(zhǎng)，毛豆的生產(chǎn)食用需求每年以 15%的速率遞加，在廣東，浙江各個(gè)省市，毛豆工業(yè)已經(jīng)成為了發(fā)展的重重之重。特別是在經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)的毛豆食用比例明顯增加，并逐步擴(kuò)大到全國(guó)，大豆作為保健食品出現(xiàn)在餐桌上。去除毛豆外殼是最復(fù)雜也是最費(fèi)時(shí)費(fèi)力的工序 [6]。生產(chǎn)者和食用者最大的不便是費(fèi)時(shí)費(fèi)力的人工剝殼。毛豆機(jī)械化加工成長(zhǎng)的最大阻礙就是技術(shù)不完善，機(jī)器功效不強(qiáng)。 國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)的供應(yīng)被大大的滿(mǎn)足的原因是很多地方的毛豆已經(jīng)采用機(jī)械化處理，剝離出豆子，通過(guò)清洗，包裝 和運(yùn)輸，市場(chǎng)需求得到了滿(mǎn)足從而農(nóng)民的收入大大提高，由此毛豆的經(jīng)濟(jì)價(jià)值也大大提高。中國(guó)農(nóng)作物種植在世界前列，其占相當(dāng)大比例的是殼果作物大豆，其所含重要的食用油、蛋白質(zhì)在國(guó)家糧食安全中占有重要地位，毛豆脫皮率直接影響著毛豆產(chǎn)業(yè)價(jià)值和農(nóng)民的實(shí)際收益，現(xiàn)代食品營(yíng)養(yǎng)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展的重要保障的一部分責(zé)任已經(jīng)放在了毛豆去皮率的肩上.普通的毛豆去皮方式是用人為使用雙手去掉毛豆外皮但是這樣會(huì)使剛剝出的干凈豆粒受到污染，而且效率不高也不衛(wèi)生，不健康。大多數(shù)含有外殼的果實(shí)和蔬菜都要進(jìn)行脫殼。去皮率的高低直接決定毛豆的經(jīng)濟(jì)價(jià)值和農(nóng)民的經(jīng)濟(jì)收入 [4]。因?yàn)橹参锲さ牟町愋?、本身性質(zhì)有很大的差別，從而選取合適的脫殼方式和脫殼裝備，抬高脫殼率和下降子粒碎裂率就變得非常重要。面對(duì)毛豆生產(chǎn)時(shí)令性強(qiáng)，收獲時(shí)令聚集上市 [3]。市場(chǎng)2上，為了延長(zhǎng)保存時(shí)間，延長(zhǎng)銷(xiāo)售季節(jié)，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，因此毛豆脫殼機(jī)研究已成為農(nóng)業(yè)機(jī)械的一個(gè)重要組成部分。1.2 研究的意義表面剖析和試驗(yàn)結(jié)果詮釋?zhuān)箽ろg豆籽脆是影響毛豆托克最主要的原因，子粒容易損壞，致使剝殼效率低。 實(shí)踐中毛豆脫皮裝置和人工相比同一時(shí)間內(nèi)能剝毛豆 150kg，而人為剝殼至多 3kg。從這里可以看出機(jī)械比人力提高了 50倍的功效 [5]。但現(xiàn)在的技術(shù)水平遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿(mǎn)足當(dāng)今日益發(fā)展的毛豆加工需求。為了實(shí)現(xiàn)對(duì)毛豆的大量加工。需要技術(shù)加工更高的一體化加工技術(shù)和生產(chǎn)線(xiàn)。1.3 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀中國(guó)加入 WTO 以來(lái)，關(guān)于毛豆脫皮機(jī)的開(kāi)發(fā)和應(yīng)用慢慢增加 [7][24].在考量研究了現(xiàn)有的大豆脫皮機(jī)的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)，規(guī)劃其在未來(lái)的發(fā)展勢(shì)頭。對(duì)去皮機(jī)在機(jī)器出產(chǎn)和實(shí)踐中的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)舉行歸納，提高機(jī)械功能效益，這樣才能有良好的發(fā)展?jié)摿Α?.4 脫殼方式的發(fā)展現(xiàn)在的技術(shù)水平遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿(mǎn)足當(dāng)今日益發(fā)展的毛豆加工需求 [9][23]。由此缺乏了行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力，造成了巨大的經(jīng)濟(jì)損失，為了能夠大規(guī)模的加工毛豆。需要革新核心技術(shù)，和改革其構(gòu)造來(lái)適應(yīng)現(xiàn)在的發(fā)展環(huán)境 [8]。1.5 提高毛豆脫殼機(jī)械能力1.5.1 提高毛豆脫殼機(jī)械的通用性和適應(yīng)性剝豆機(jī)性能能否被廣泛適用于國(guó)家國(guó)情中是剝殼機(jī)械現(xiàn)在研究的主要方面[11][22]。但市面上一些毛豆脫皮機(jī)只是一個(gè)毛豆品種和當(dāng)?shù)厣L(zhǎng)環(huán)境的設(shè)計(jì)而成，它的適用范圍不夠廣泛，無(wú)法滿(mǎn)足多數(shù)普通人家的需求，不適合廣泛應(yīng)用。為了設(shè)計(jì)擁有廣泛適用性的毛豆脫殼機(jī)，只需要通過(guò)更換主要部件的來(lái)進(jìn)行各個(gè)種類(lèi)的帶殼作物的脫殼加工。通過(guò)對(duì)主要工作部件的改造開(kāi)發(fā)可以滿(mǎn)足不同的堅(jiān)果剝殼操作礱谷機(jī)的需要，創(chuàng)新核心技術(shù)水平，改革工藝規(guī)程，把制造成本降下來(lái)，以適應(yīng)不同的加工企業(yè)的需求。毛豆脫殼機(jī)能夠迎合這類(lèi)發(fā)展潮流，將全面影響脫殼機(jī)可以獲得更廣泛的推行和全面發(fā)展的使用。1.5.2 提高毛豆機(jī)械去皮率，盡量減少豆子破損率 [10][18]攻克毛豆脫殼機(jī)關(guān)鍵技術(shù)和核心要點(diǎn)是變革傳統(tǒng)的構(gòu)造，創(chuàng)建全新的脫殼3原理，改進(jìn)構(gòu)造，也在進(jìn)一步改良完善總體構(gòu)造，抬高脫殼率和削減子粒損壞率 [12][13]。當(dāng)前國(guó)內(nèi)外毛豆脫殼機(jī)脫殼率和損壞率的處置沖突這一關(guān)鍵技能將直接關(guān)系到脫粒機(jī)的發(fā)展未來(lái) [19][20]。1.5.3 向自動(dòng)控制和自動(dòng)化方向發(fā)展大多數(shù)機(jī)器還是靠人工喂養(yǎng)或定位，影響質(zhì)量和人工操作速度 [14][21]。因此，我們應(yīng)該通過(guò)機(jī)電一體化裝置以及自動(dòng)送料的設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)，自動(dòng)定位礱谷機(jī)確保均勻給料和定位實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化操作，進(jìn)一步提高操作的精度和運(yùn)算速度，為了滿(mǎn)足加工企業(yè)的實(shí)際需求，提高產(chǎn)品加工質(zhì)量和生產(chǎn)率，以開(kāi)拓國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)。新技術(shù)、新材料、新結(jié)構(gòu)、新技術(shù)工藝將繼續(xù)應(yīng)用于毛豆機(jī)械研發(fā) [15],隨著液壓技術(shù)與電子技術(shù)、控制技術(shù)與化學(xué)工業(yè)、冶金工業(yè)的發(fā)展，很多繁雜的機(jī)器構(gòu)造、能源傳動(dòng)、粗重的材料和落伍的技術(shù)將漸漸被代替。大大降低機(jī)器自重，減少內(nèi)部損耗，簡(jiǎn)化操作規(guī)程，提高機(jī)器的使用年限，大大減少人工成本，將成為主要的設(shè)計(jì)目標(biāo)，這些將在毛豆脫殼機(jī)設(shè)計(jì)制造中的應(yīng)用中一步步實(shí)現(xiàn)。跟隨國(guó)內(nèi)外各種更高更新更好的技術(shù)一點(diǎn)點(diǎn)出現(xiàn)，怎么將這些新東西更好的應(yīng)用于現(xiàn)實(shí)產(chǎn)量，是當(dāng)前毛豆脫殼機(jī)必要盡快處理的題目 [16][25]。1.6 毛豆脫殼機(jī)械應(yīng)用前景毛豆脫殼機(jī)械是當(dāng)今農(nóng)業(yè)的主要構(gòu)成部分，它可以大大保證農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展。近幾年來(lái)看，毛豆脫殼機(jī)械銷(xiāo)售數(shù)量增加不休，專(zhuān)業(yè)化水準(zhǔn)大幅度升高，服務(wù)領(lǐng)域繼續(xù)擴(kuò)大。雖然脫殼機(jī)的機(jī)械化程度不是很高，但對(duì)于經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)和示范區(qū)，有些是人工操作，勞動(dòng)生產(chǎn)率低，區(qū)域發(fā)展不平衡。進(jìn)入二十一個(gè)世紀(jì)以來(lái)，我國(guó)的毛豆生產(chǎn)機(jī)械化開(kāi)始了新的發(fā)展，農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整，新的變化，并建立了一個(gè)適合毛豆生產(chǎn)機(jī)械化發(fā)展的新階段，為農(nóng)村經(jīng)濟(jì)發(fā)展的推動(dòng)器-毛豆脫皮機(jī)械提供了發(fā)展條件。甚至在我國(guó)某些地區(qū)，為了促進(jìn)大豆生產(chǎn)機(jī)械化，出臺(tái)了鼓勵(lì)和支持農(nóng)民購(gòu)買(mǎi)毛豆脫皮機(jī)械的熱情，加速市場(chǎng)需求的形成。對(duì)毛豆需求的增加，國(guó)內(nèi)毛豆預(yù)處理需求的不斷擴(kuò)大，毛豆脫殼率成為不可避免的機(jī)械化作業(yè)水平判斷標(biāo)準(zhǔn)。毛豆脫粒機(jī)在提高效率，降低勞動(dòng)強(qiáng)度起到了積極的作用，進(jìn)一步促進(jìn)毛豆加工技術(shù) [17]。42 毛豆脫殼技術(shù)的研究分析毛豆脫皮加工的效益化仍然受到阻礙。一些功能不齊全，技術(shù)不完善的脫皮機(jī)器雖然已經(jīng)面世。但缺乏的核心技術(shù)任然是一個(gè)巨大的問(wèn)題。豆殼韌豆子脆是對(duì)剝殼最大的影響，子粒太脆弱，剝殼功效不高。豆莢中央鼓，兩端窄，豆莢總共約 55mm，粒子在豆莢內(nèi)縱向分布，顆粒之間存有一定的間隙，受到壓迫則會(huì)發(fā)生不規(guī)則位移，毛豆很柔軟，毛豆之間的作用力很強(qiáng)，沒(méi)有擠壓壓迫，粒子不容易突破壓力爆開(kāi)。2.1 毛豆脫殼技術(shù) 毛豆作為重要的食用油、蛋白質(zhì)食物和飼料蛋白質(zhì)原材料，是我國(guó)糧食安全中重要地位的一份子，毛豆脫殼技術(shù)的高低直接決定著毛豆的大規(guī)模產(chǎn)量的出現(xiàn)和能否提高農(nóng)業(yè)發(fā)展水平，促進(jìn)毛豆的經(jīng)濟(jì)效應(yīng)。目前，在新鮮類(lèi)果實(shí)毛豆脫殼的過(guò)程中，機(jī)械脫殼還不成熟，一般均為手工脫殼，這樣不僅效率底下，而且極易弄傷手指?，F(xiàn)今在生產(chǎn)生活中，較為常用的兩種毛豆剝殼機(jī)有軋輥式毛豆剝殼機(jī)、擠壓式剝殼機(jī)。料斗，箱體、傳輸結(jié)構(gòu)、導(dǎo)向板、剝殼輥、豆殼脫離部分等共同構(gòu)成了軋輥脫皮機(jī)的主要部分。因?yàn)槠妮S質(zhì)地在各個(gè)部分存在差異因此在工作中將發(fā)生一些震蕩，這樣豆莢擴(kuò)散并勻稱(chēng)落下，通過(guò)運(yùn)送機(jī)構(gòu)進(jìn)入輥中。因?yàn)橐粚?duì)軋輥之間有相當(dāng)?shù)拈g隔，軋輥可以讓毛豆邊緣被夾持并壓迫毛豆使豆子滑出，這樣豆子和豆莢離散分開(kāi)。把豆子從殼中擠出完全是利用了用擠壓的方式。兩個(gè)扭轉(zhuǎn)的軋輥是脫皮機(jī)的重要部件，其高效脫皮的道理為：豆莢中央鼓，兩端窄，豆子在豆莢內(nèi)不均勻排列，豆子間有部分間隔，，受到壓迫則會(huì)發(fā)生不規(guī)則位移；毛豆很柔軟，毛豆莢連接之處承受壓力的能力弱，擠壓時(shí)豆子方便脫出。毛豆被傳送機(jī)構(gòu)輸送到軋輥時(shí)、豆莢邊緣被旋轉(zhuǎn)軋輥夾緊、旋轉(zhuǎn)的圓輥帶動(dòng)毛豆向前運(yùn)動(dòng)。由于兩輥之間存在微小的空隙（約 0.7 - 2.0MM）、豆子中央很難進(jìn)入，兩根輥壓迫毛豆，豆子受到壓迫則會(huì)發(fā)生不規(guī)則位移。52.2 毛豆脫殼機(jī)一如圖所示毛豆脫殼機(jī)，被牢牢固定在底座 1，2 上安置的上、下擠壓輥 6, 7和裝在它們側(cè)面位置的齒輪 5、手動(dòng)搖把 8 組成。這個(gè)剝殼機(jī)的核心裝置為擠壓輥 6; 7 在同步反向旋轉(zhuǎn)，其角度、裂紋尺寸的變化，在最小角度和裂紋位置的裂紋都可以在不夾壞豆粒的殼內(nèi)夾持；未被污染的豆粒經(jīng)上、下擠壓輥 6、7間的夾縫自動(dòng)排出。此方案簡(jiǎn)單、操作簡(jiǎn)單、安全，面向家庭、餐館、食堂及賣(mài)菜攤。圖 2.1 家用毛豆脫殼機(jī)一本方案是通過(guò)具有如下零部件和結(jié)構(gòu)的剝毛豆機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)的：底座，軸扳，6雙擠壓輥，齒輪，頂絲，手動(dòng)搖把，進(jìn)料盤(pán)，渣斗豆盒，卡子等構(gòu)成了這個(gè)毛豆去皮機(jī)的主要部分。底座、是長(zhǎng)方型框架它把各種零件組合限制在一個(gè)范圍內(nèi)。軸板、是二塊長(zhǎng)板條它固定在底座中部?jī)蛇?，上面有安裝雙擠壓輥的孔槽，外面有裝頂絲的位置。雙擠壓輥是表面非常粗糙的兩根直徑相同的擠壓輥、上擠壓輥是一圓形柱、下擠壓輥是一不規(guī)則的大半圓形柱。齒輪是聯(lián)動(dòng)上下擠壓輥的裝置迫使上、下擠壓輥同步轉(zhuǎn)動(dòng)。搖把、是把外力轉(zhuǎn)輸給上、下擠壓輥。卡子、是把剝毛豆機(jī)固定類(lèi)似于桌面，欄桿等大型固定的物件上。進(jìn)料盤(pán)可放豆莢。出渣斗收集毛豆外殼。豆盒為收納豆子使用。大致的安裝原理為：現(xiàn)將上下擠壓輥安放入兩邊軸板的孔槽內(nèi)，然后開(kāi)始安裝底座和軸板，用來(lái)穩(wěn)固整體裝置，之后再連接軸板外部一側(cè)的齒輪，再按順序安裝手動(dòng)搖柄，兩擠壓輥之間的夾縫大小由頂絲托起下擠壓輥來(lái)調(diào)節(jié)，還有裝在軸板一邊的進(jìn)料盤(pán)和軸板另一邊的渣斗及裝在底座兩端頭的卡子和擱置在下擠壓輥下面的豆盒采用了上述零部件和結(jié)構(gòu)方式就組成了剝毛豆機(jī)。使用時(shí)先選擇好固定的位置，并用頂絲調(diào)節(jié)好上下擠壓輥之間的夾縫大小，順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)搖柄，人工把毛豆送入上下擠壓輥的夾縫中，兩根擠壓輥不斷轉(zhuǎn)動(dòng)，應(yīng)為都假的形狀質(zhì)地不均勻，豆子就隨著雙輥的擠壓而鼓脹爆裂開(kāi)來(lái)，豆子從夾縫中調(diào)入豆盒，而豆莢則隨著兩根擠壓輥前進(jìn)繼而掉落到渣斗盒中。這樣就完成了豆莢的分離，在這個(gè)過(guò)程中只有裝置接觸毛豆，而雙手沒(méi)有接觸，這樣也避免了手上的細(xì)菌以及臟東西污染剛剝好的潔凈的豆子。確實(shí)省時(shí)省力。72.3 毛豆脫殼機(jī)二8圖 2.2 毛豆脫殼機(jī)二這個(gè)方案的毛豆脫皮機(jī)作業(yè)過(guò)程中，毛豆從相距工作臺(tái)較遠(yuǎn)的軋輥的的另一面人為分散均勻，在電機(jī)的帶動(dòng)下緩緩朝軋輥前進(jìn)，這些蛙跳著的毛豆，不斷地進(jìn)入到機(jī)器中，在一個(gè)一個(gè)經(jīng)過(guò)滾動(dòng)擠壓效應(yīng)。經(jīng)過(guò)軋輥處理過(guò)的豆子與一些殘余的豆莢落入盤(pán)中，人為挑選出潔凈的豆子。具體實(shí)施方式這個(gè)方案如下圖所顯示的一樣，由傳動(dòng)區(qū)域 12.13、電機(jī)、剝殼輥、清理篩、夾送輥和工作面結(jié)合起來(lái)。兩個(gè)包含膠圈剝殼軋輥安放的位置要相互平行，其規(guī)格無(wú)差別，兩軋輥必須存在不少于 2 mm 的間隔 ;兩個(gè)包含橡膠的夾送輥安放的位置要相互平行在剝殼輥的另一端，兩個(gè)夾送輥的規(guī)格無(wú)差別，且 5.6 之間留有不少于 5mm 左右的間隔，四個(gè)角通過(guò) 2 平臺(tái)與 5 機(jī)架連接，2 個(gè)電機(jī)固定在傾斜的底面。清理篩 7 固定在 5 的正下方位置，經(jīng)過(guò)支撐架 12 和 4 聯(lián)動(dòng)。毛豆脫皮時(shí)，電機(jī)帶動(dòng) 5 和 6 以相同的轉(zhuǎn)速相反方向旋轉(zhuǎn)。毛豆被機(jī)器納入后被 6 夾住，之后被納入到 5 的中間位置，因此很難出現(xiàn)剩余。當(dāng)豆子扁平端的一部分投入 5 而另一端沒(méi)有完全離開(kāi) 6 時(shí)，毛豆一邊受到 5 的擠壓力、拉力，中央部分被 6 以很快的推出，這樣就使豆子鼓起部位發(fā)生變形，使豆莢結(jié)合部位產(chǎn)生一條通道，這種方法便于將豆子擠出，并且這種方式可使豆子的外部損害降到最低。經(jīng)過(guò)軋輥處理過(guò)的豆子與一些殘余的豆莢落入盤(pán)中，人為挑選出潔凈的豆子。能夠預(yù)想到，這個(gè)方案的毛豆去皮裝置，處理的豆子非常干凈，能進(jìn)行冷藏、包裝一系列工序，提升豆子的經(jīng)濟(jì)效益。93 毛豆脫殼機(jī)的主要構(gòu)造及運(yùn)行原理方案一毛豆脫殼機(jī)3.1 毛豆脫殼機(jī)一如圖所示毛豆脫殼機(jī)，被牢牢固定在底座 1，2 上安置的上、下擠壓輥 6, 7和裝在它們側(cè)面位置的齒輪 5、手動(dòng)搖把 8 組成。該剝毛豆機(jī)的上、下擠壓輥 6; 7 在同步反向旋轉(zhuǎn)，其角度、裂紋尺寸的變化，在最小角度和裂紋位置的裂紋都可以在不夾壞豆粒的殼內(nèi)夾持；未被污染的豆粒經(jīng)上、下擠壓輥 6、7 間的夾縫自動(dòng)排出。此方案簡(jiǎn)單、操作簡(jiǎn)單、安全，面向家庭、餐館、食堂及賣(mài)菜攤。 710圖 2.1 家用毛豆脫殼機(jī)本方案是通過(guò)具有如下零部件和結(jié)構(gòu)的剝毛豆機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)的：底座，軸扳，雙擠壓輥，齒輪，頂絲，手動(dòng)搖把，進(jìn)料盤(pán)，渣斗豆盒，卡子等構(gòu)成了這個(gè)毛豆去皮機(jī)的主要部分。底座、是長(zhǎng)方型框架它把各種零件組合限制在一個(gè)范圍內(nèi)。軸板、是二塊長(zhǎng)板條它固定在底座中部?jī)蛇?，上面有安裝雙擠壓輥的孔槽，外面有裝頂絲的位置。雙擠壓輥是表面非常粗糙的兩根直徑相同的擠壓輥、上擠壓輥是一圓形柱、下擠壓輥是一不規(guī)則的大半圓形柱。齒輪是聯(lián)動(dòng)上下擠壓輥的裝置迫使上、下擠壓輥同步反向轉(zhuǎn)動(dòng)之用。搖把、是把外力轉(zhuǎn)輸給上、下擠壓輥?？ㄗ?、是把剝毛豆機(jī)固定類(lèi)似于桌面，欄桿等大型固定的物件上。進(jìn)料盤(pán)可放豆莢。出渣斗收集毛豆外殼。豆盒為收納豆子使用。大致的安裝原理為：現(xiàn)將上下擠壓輥安放入兩邊軸板的孔槽內(nèi)，然后開(kāi)始安裝底座和軸板，用來(lái)穩(wěn)固整體裝置，之后再連接軸板外部一側(cè)的齒輪，再按順序安裝手動(dòng)搖柄，兩擠壓輥之間的夾縫大小由頂絲托起下擠壓輥來(lái)調(diào)節(jié)，還有裝在軸板一邊的進(jìn)料盤(pán)和軸板另一邊的渣斗及裝在底座兩端頭的卡子和擱置在下擠壓輥下面的豆盒采用了上述零部件和結(jié)構(gòu)方式就組成了剝毛豆機(jī)。使用時(shí)先選擇好固定的位置，并用頂絲調(diào)節(jié)好上下擠壓輥之間的夾縫大小，順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)搖柄，人工把毛豆送入上下擠壓輥的夾縫中，兩根擠壓輥不斷轉(zhuǎn)動(dòng)，應(yīng)為都假的形狀質(zhì)地不均勻，豆子就隨著雙輥的擠壓而鼓脹爆裂開(kāi)來(lái)，豆子從夾縫中調(diào)入豆盒，而豆莢則隨著兩根擠壓輥前進(jìn)繼而掉落到渣斗盒中。這樣就完成了豆莢的分離，在這個(gè)過(guò)程中只有裝置接觸毛豆，而雙手沒(méi)有接觸，這樣也避免了手上的細(xì)菌以及臟東西污染剛剝好的潔凈的豆子。確實(shí)省時(shí)省力。3.2 剝殼原理對(duì)毛豆因擠壓功能達(dá)成剝殼的重要裝置為軋輥與滾花，為尋找適合的輥的直徑，參照鮮大豆剝殼元件的實(shí)驗(yàn)研究結(jié)論，在不考慮特殊情況下，軋輥的直徑計(jì)劃為 1.0mm 到 2mm 以?xún)?nèi)。毛豆進(jìn)入剝殼輥之間的受力分析11圖 3.2 毛豆進(jìn)入膠輥受力分析圖不考慮萬(wàn)有引力的影響，二軸開(kāi)始旋轉(zhuǎn)，在一樣的轉(zhuǎn)速下，毛豆受到正壓力 P1 和 P2， 摩擦力 F1 和 F2 的作用，接觸點(diǎn) A1 和 A2 為起扎點(diǎn)，其與輥構(gòu)成的中心角 a1 和 a2。a 1 和 a2 為起扎角。此時(shí)，P 1=P2，a 1=a2，F(xiàn) 1=F2。受力圖如圖一（公式 1） psin?合（公式 2） ?tgf fcoaF合其中 f 和 為核心原件輥的摩擦系數(shù)與摩擦角。?要使毛豆進(jìn)入剝殼輥區(qū)，必須滿(mǎn)足下列條件：合合 PF?3.3 軸的結(jié)構(gòu)12（1）初步選擇滾動(dòng)軸承。參照工作要求并根據(jù)實(shí)際結(jié)構(gòu)，取此段直徑為 25mm長(zhǎng) 15mm。并查表得軸肩處直徑為 25mm 且認(rèn)識(shí)到到箱體鑄造時(shí)的鑄造容錯(cuò)率，所以確定軸肩的安放位置應(yīng)距箱體內(nèi)壁一段間隔，取此段距離為 5mm。（2）根據(jù)毛豆脫殼機(jī)的設(shè)計(jì)要求，初定剝殼處軸直徑為 35mm，剝殼處軸長(zhǎng)長(zhǎng)150mm。（3）根據(jù)軸承端蓋對(duì)軸承外普安的定位要求，取此處直徑為 20mm 長(zhǎng) 5mm。（4）對(duì)齒輪和帶輪處得軸徑確定，根據(jù)軸肩定位要求， 16mm。因此，此?h段直徑為 16mm。帶輪處軸長(zhǎng)為 15mm，齒輪處軸長(zhǎng)為 40mm。（5）軸上的圓角和倒角的確定參照設(shè)計(jì)要求，取端倒角為 1.5x45°。因此，軸的結(jié)構(gòu)和尺寸如圖 2圖 3.3 剝殼輥3.4 軸的校核按扭距強(qiáng)度條件計(jì)算：13（公式 3） MPanPWTd16.432.0.8952.09533 ?????按經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算出它的最窄直徑，選 40Cr 鋼材料，淬火和回火，查表可得：[ ]=55MPaT?因此 [ ],滿(mǎn)足要求。T?3.5 剝殼輥的清潔眾所周知，毛豆里含有大量的水分，豆子外面有一層厚厚的外皮，所以去皮機(jī)工作周期不能太長(zhǎng)，不然剝殼輥中會(huì)充滿(mǎn)無(wú)用的外殼，這樣就會(huì)使輥降低對(duì)毛豆的擠壓力，從而降低機(jī)器的耐久和性能，這時(shí)應(yīng)用水大力沖刷，這樣可保持剝殼軋輥干凈耐用。14方案二專(zhuān)業(yè)毛豆脫殼機(jī)的結(jié)構(gòu)3.6 毛豆脫殼機(jī)二這個(gè)方案如下圖所顯示的一樣，由傳動(dòng)區(qū)域、電機(jī)、剝殼輥、清理篩、夾送輥和工作面結(jié)合起來(lái)。兩個(gè)包含膠圈剝殼軋輥安放的位置要相互平行，其規(guī)格無(wú)差別，兩軋輥必須存在不少于 2 mm 的間隔 ;兩個(gè)包含橡膠的夾送輥安放的位置要相互平行在剝殼輥的另一端，兩個(gè)夾送輥的規(guī)格無(wú)差別，且 5.6 之間留有不少于 5mm 左右的間隔，四個(gè)角通過(guò)平臺(tái)與 4 機(jī)架連接，2 個(gè)電機(jī)固定在傾斜的底面。清理篩 7 固定在 5 的正下方位置。毛豆脫皮時(shí)，電機(jī)帶動(dòng) 5 和 6 以相同的轉(zhuǎn)速相反方向旋轉(zhuǎn)。毛豆被機(jī)器納入后被 6 夾住，之后被納入到 5 的中間位置，因此很難出現(xiàn)剩余。當(dāng)豆子扁平端的一部分投入 5 而另一端沒(méi)有完全離開(kāi) 6 時(shí)，毛豆一邊受到 5 的擠壓力、拉力，中央部分被 6 以很快的推出，這樣就使豆子鼓起部位發(fā)生變形，使豆莢結(jié)合部位產(chǎn)生一條通道，這種方法便于將豆子擠出，并且這種方式可使豆子的外部損害降到最低。通過(guò)軋輥處理過(guò)的豆子與一些殘余的豆子落入盤(pán)中，人為挑選出潔凈的豆子。 67891234圖 3.4 毛豆脫殼機(jī)二153.7.毛豆剝殼機(jī)的核心技術(shù)擠壓是本目標(biāo)的焦點(diǎn)事業(yè)，擠壓要憑借于摩擦力碾搓功能剝殼，雙軸輥為其的中心裝置。工作機(jī)理：豆子傳輸?shù)絻奢S輥時(shí)，其較窄的一面先進(jìn)入輥中，軸扭轉(zhuǎn)，豆莢順著軸向前前進(jìn)，可是兩軸輥間隔很小，豆莢中央鼓起來(lái)的部分無(wú)法通過(guò)，籽粒被壓迫，產(chǎn)生相對(duì)滑動(dòng)，豆子將殼爆開(kāi)，脫粒完成。3.8 傳動(dòng)方案擬定軸輥式毛豆脫殼機(jī)的工作軸旋轉(zhuǎn)速率較高，達(dá) n2=300-400r/min，有兩種方案選擇，一是一級(jí) V 帶傳動(dòng)方案，二是是二級(jí)混合傳動(dòng)方案，如果采納第二種傳動(dòng)方案，其機(jī)器結(jié)構(gòu)將會(huì)變得更加復(fù)雜難以操作，并且設(shè)計(jì)制造成本也會(huì)隨之提高，因此選用第一個(gè)方案就是一級(jí) V 帶傳動(dòng)。3.9 電動(dòng)機(jī)的選擇根據(jù)給定的速度的功率和速度，有 2 種類(lèi)型的電機(jī)可以使用Y90S-6 型 和 Y90L-6 型表 1 電機(jī)選項(xiàng)表計(jì)劃編號(hào) 電機(jī) 額定功率 kw 同步轉(zhuǎn)速 r/min全負(fù)荷轉(zhuǎn)速 r/min1 Y90S-6 0.75 1000 9102 Y90L-6 1.1 1000 910 該表顯示：方案一的傳動(dòng)比小，速度不高，然而造價(jià)不菲，由于機(jī)械結(jié)構(gòu)盡量簡(jiǎn)單，不劃算，所以選擇方案二，為 Y90L 電機(jī)模型。表電機(jī)中心高 H＝90mm，延長(zhǎng)軸直徑為 24mm，加長(zhǎng)軸長(zhǎng)度為 50mm。3.10 毛豆脫殼機(jī)的主要部件設(shè)計(jì)毛豆脫殼機(jī)能不能正常的運(yùn)行工作，看的最重要的是主要部件的設(shè)計(jì)是否符合標(biāo)準(zhǔn)，假如設(shè)計(jì)存在不合理的地方，裝置就不能工作甚至根本不能運(yùn)行，16那么設(shè)計(jì)的便是一堆破銅爛鐵。只有裝置能很好地對(duì)毛豆進(jìn)行脫皮處理才說(shuō)明設(shè)計(jì)合理，因此，剝殼軋輥的設(shè)計(jì)在整個(gè)過(guò)程中顯得尤為重要，合適的設(shè)計(jì)可以帶給使用者很大的便利。3.10.1 帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)首先列出設(shè)計(jì)的基本條件電機(jī)型號(hào)：Y90L-6額定功率: 1.1kw同步轉(zhuǎn)速： 10/minnr?假設(shè)每天運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間 t=8h1.確定計(jì)算功率 caP查表得工作情況系數(shù) 1.AK?（公式 4） =ca.1.2()Pkw??2.選擇 V 帶帶型根據(jù) 、 查得最適合的帶型為 A 型caP1n3.帶速驗(yàn)算（公式 5） 175103.928/5/606dnv ms???????帶的速度合適4.確定帶輪基準(zhǔn)直徑毛豆脫殼機(jī)的結(jié)構(gòu)選取 ，從動(dòng)輪基準(zhǔn)直徑為175dm?280dm?驗(yàn)算帶的速度（公式 6） ssnvd /568.3/10697501??mv//8.3ax???17因此所選速度合適5.確定中心距 a 和帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度根據(jù) 0.7 初步確定中心距 ，計(jì)算帶的基準(zhǔn)????21021dd??? ma60?長(zhǎng)度（公式 7） ??addaLd 86.1744220210 ??????由 V 帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度適中選取基準(zhǔn)長(zhǎng)度 mLd8?計(jì)算實(shí)際中心距 a（公式 8） md 57.1226.17407210 ????????????6.驗(yàn)算主動(dòng)輪上的包角 1?（公式 9） ????????10457.63.57.280主動(dòng)輪包角合適7 計(jì)算 V 帶的根數(shù) z（公式 10） ??109kPzca????由 ， ，查表得min/910r?d751?取 z=28.計(jì)算預(yù)緊力 0F查表得 q=0.1kg/m95.?aK（公式 11） NKvzPqca 29.175.20???????????9.計(jì)算作用在軸上的壓軸力 pF（公式 12） 2sin10zFp?帶入數(shù)值計(jì)算得18=503NpF作用在軸上的切向力 tF（公式 13） 2sin10?zt?=73.5NtF10.V 帶輪的結(jié)構(gòu)尺寸計(jì)算及選用帶輪材料選用 HT200主要為大帶輪和小帶輪，具體結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)如下表 2 帶輪尺寸明細(xì)表尺寸類(lèi)型 小帶輪 大帶輪d75 280 基準(zhǔn)寬度 b11.0 11.0基準(zhǔn)線(xiàn)上槽深 minah2.75 2.75基準(zhǔn)線(xiàn)下槽深 if 8.7 8.7槽肩距 e 15 0.3?15 0.3?第一槽對(duì)稱(chēng)面至端面距離 f 210?? 210??輪緣厚 ?12 12帶輪寬 B 35 35外徑 ad80.5 285.5極限偏差 38° °1?38° °1?孔徑 0 26 16輪轂長(zhǎng) 50 351d48 32輪輻厚 b1 8h1 2019h2 16D1 230.5單位：mm具體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)見(jiàn)零件圖 3.2 和 3.3圖 3.5 大帶輪20圖 3.6 小帶輪3.10.2 軸的設(shè)計(jì)本方案設(shè)計(jì)四根軸的設(shè)計(jì)，包括兩根剝殼輥和兩根夾持輥。根據(jù)設(shè)計(jì)方案，可知，剝殼輥與夾持輥的外形差別不大。兩個(gè)剝殼輥基本外形一樣，兩根夾持輥外形基本一樣。故先校核剝殼輥，再校驗(yàn)夾持輥。剝殼輥的設(shè)計(jì)：剝殼輥軸 5 的轉(zhuǎn)速 5n帶輪傳動(dòng)比 i=280/75=3.73 （公式 14） =5min/1.268rin??軸的輸入功率（公式 15） kwpd 92.0.22??21軸的轉(zhuǎn)矩（公式 16） mNnPT .3560.1.2689.05/95022 ????1 初步確定軸的最小直徑按經(jīng)先驗(yàn)公式計(jì)算出軸的最小直徑，選 40Cr 鋼材料的軸，淬火和回火處理。查表選取 A0=100，于是得（公式 17） mnpAd47.15.26890133520min ??故取 d16min?軸的最小直徑是安裝帶輪處軸的直徑。2.軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)(6) 擬定軸的裝配方案。如圖 3.6圖 3.6 剝殼輥（7）初步選擇滾動(dòng)軸承。參照工作要求并根據(jù)實(shí)際結(jié)構(gòu)，取此段直徑為 25mm長(zhǎng) 11mm。并查表得軸肩處直徑為 25mm 且認(rèn)識(shí)到到箱體鑄造時(shí)的鑄造容錯(cuò)率，所以確定軸肩的安放位置應(yīng)距箱體內(nèi)壁一段間隔，取此段距離為 5mm。（8）根據(jù)毛豆脫殼機(jī)的設(shè)計(jì)要求，初定剝殼處軸直徑為 45mm，剝殼處軸長(zhǎng)長(zhǎng)400mm。22（9）根據(jù)軸承端蓋對(duì)軸承外普安的定位要求，取此處直徑為 19mm 長(zhǎng) 17mm。（10）對(duì)齒輪和帶輪處得軸徑確定，根據(jù)軸肩定位要求， 16mm。因此，此?h段直徑為 16mm。擋圈的螺釘為 M8。帶輪的右端定位為 M14x22 的螺母定位。帶輪處軸長(zhǎng)為 34mm，齒輪處軸長(zhǎng)為 29mm。（11）軸上的圓角和倒角的確定參照設(shè)計(jì)要求，取端倒角為 1.5x45°。因此，軸的結(jié)構(gòu)和尺寸如圖 3.7圖 3.7 剝殼輥2 軸的校核根據(jù)軸的受力可知，軸受彎矩影響較小，故先只考慮扭矩的影響。按扭距強(qiáng)度條件計(jì)算：（公式 18） MPanPWTd16.432.0.8952.09533 ?????按經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算出它的最窄直徑，選 40Cr 鋼材料，淬火和回火，查表可得：[ ]=55MPaT?因此 [ ],滿(mǎn)足要求。T?夾持輥的設(shè)計(jì)：剝殼滾軸 6 的轉(zhuǎn)速 n6帶輪傳動(dòng)比 I=280/78=3.7323（公式 19） =6nmin/9.17ri??軸的輸入功率（公式 20） kwpd 928.0.522 ???軸的轉(zhuǎn)矩（公式 21） mNnPT .3560.1.689.05/95022 ??1 初步確定軸的最小直徑按經(jīng)先驗(yàn)公式計(jì)算出軸的最小直徑，選 40Cr 鋼材料的軸，淬火和回火處理。查表選取 A0=100，于是得mnpAd67.19.280133520min ??故取 d18min?軸的最小直徑是安裝帶輪處軸的直徑。2 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)(12) 擬定軸的裝配方案。如圖 3.8圖 3.8 夾持輥（13）初步選擇滾動(dòng)軸承。參照工作要求并根據(jù)實(shí)際結(jié)構(gòu)，取此段直徑為25mm 長(zhǎng) 11mm。并查表得軸肩處直徑為 25mm 且認(rèn)識(shí)到到箱體鑄造時(shí)的鑄造容錯(cuò)率，所以確定軸肩的安放位置應(yīng)距箱體內(nèi)壁一段間隔，取此段距離為5mm。24（14）根據(jù)毛豆脫殼機(jī)的設(shè)計(jì)要求，初定剝殼處軸直徑為 45mm，軸上套厚度為 5mm 的膠圈，即剝殼滾直徑為 55mm，剝殼處軸長(zhǎng) 400mm。（15）根據(jù)軸承端蓋對(duì)軸承外普安的定位要求，取此處直徑為 20mm 長(zhǎng)17mm。對(duì)齒輪和帶輪處得軸徑確定，根據(jù)軸肩定位要求，16mm。因此 18mm，此?h段直徑為 18mm。擋圈的螺釘為 M8。齒輪處軸長(zhǎng)為 29mm。（16）軸上的圓角和倒角的確定參照設(shè)計(jì)要求，取端倒角為 1.5x45°。因此，軸的結(jié)構(gòu)和尺寸如圖 3.9圖 3.9 夾持輥3.軸的校核根據(jù)軸的受力可知，軸受彎矩影響較小，故先只考慮扭矩的影響。按扭距強(qiáng)度條件計(jì)算：（公式 22） MPanPWTd59.282.01.6952.09533 ?????選擇軸的材料為 40Cr，查表可得：[ ]=55MPaT?因此 [ ],滿(mǎn)足要求。T?253.10.3 齒輪的設(shè)計(jì)該毛豆脫殼機(jī)需兩對(duì)齒輪，且傳動(dòng)比為 1.中心距分別為 47.5mm 和62mm，設(shè)其齒數(shù)分別為 Z1 和 Z2。然而齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)中，考慮到齒輪最主要的損害為磨損失效，為了使齒輪不太小，所以小齒輪不應(yīng)該過(guò)多齒數(shù)，所以選用 17-20，由設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)，選 Z1=19 和 Z2=31，模數(shù) m1=2.5，m 2=2。1）齒數(shù)為 19，模數(shù)為 2.5 出輪的設(shè)計(jì)（公式 23） d=mz=2.5x19=47.5（公式 24） 5.2??ha（公式 25） ??7.???mCfa（公式 26） zda（公式 27） 05.42??ffh（公式 28） 16.cosb（公式 29） 93?m?齒輪厚 30mm如圖 3.10圖 3.10 齒輪262）齒數(shù)為 31，模數(shù)為 2.5 出輪的設(shè)計(jì)（公式 30） d=mz=2x31=62（公式 31） 2??mha（公式 32） ??6.??Cf（公式 33） .4afa（公式 34） 62???mhzd（公式 35） 8.5?ff（公式 36） .cosab（公式 37） 1432???齒輪厚 30mm如圖 3.11圖 3.11 齒輪3.10.4 震動(dòng)工作臺(tái)的設(shè)計(jì)運(yùn)送部分選用震動(dòng) V 槽的方法制造。沖擊震動(dòng)方式的選擇，能很好地實(shí)現(xiàn)