核桃种植是新疆农业重要组成部分,要发展核桃产业就要走核桃深加工的道路,而其中关键技术之一就是核桃破壳取仁。现存有很多种类的核桃破壳机,其存在较多不足之处,如破壳后取得的核仁的整仁率低、核仁表面损伤严重,破壳过程中造成核仁损失率很高,设备使用者难以接受。故研究提出了气爆式核桃破壳原理,向壳体内施加高气压来完成破壳,从而解决上述问题,同时设计了样机并进行参数优化。本文首先从理论上分析并确定钻孔加载载荷的方案：以新疆三种有代表性的核桃为样本,统计并分析了核桃的三维尺寸、壳体厚度、内隔膜面积和厚度三个物理特性,根据上述的三个物理特性建立核桃模型,运用有限元力学分析法,在核桃三个轴线方向上钻孔并通过孔向壳内施加高压气体的情况下,研究核桃壳受力。经软件分析后可知：当高压气体载荷施加在核桃的短轴B方向和垂直轴C方向时,壳体受力变化剧烈处主要集中在短轴方向上的曲面顶点和缝合线位置。核桃壳破裂也只能在曲面顶点附近或缝合线破裂,这种破裂口较小或破成两半,难以取出壳内的核桃仁；当高压气体载荷加载在核桃的长轴A方向时,壳体受力较大处集中在沿A方向和垂直A方向的曲面上,这种破壳处较多,裂纹长度较长,爆裂开后核桃仁容易从壳中分离且高路仁率较高,因此在A方向施加载荷是最佳的方式。本文还阐述设计的破壳机样机各部件、整体构造和参数优化：核桃从喂料斗进入破壳机,拨料盘将核桃一个一个地从喂料斗拨到输送辊上,输送辊由两个辊组成一组输送辊,一组辊反方向转动不仅能将核桃输送到破壳位置,同时能对核桃进行姿态调整,将核桃全部导向为核桃长轴与辊轴平行。也设计了压紧机构,压紧机构在高压载荷经内冷却钻头施加前松开核桃。经过设计试验来优化参数并获得最优参数。