目前，尤其是广西等丘陵地区，甘蔗剥叶过程的劳动强度大、剥叶效率低等问题亟待解决。大型甘蔗剥叶站主要为了适应丘陵地区的特点，将甘蔗集中起来进行剥叶，以改变当前甘蔗收获的模式，将农民从繁重的体力劳动中解放出来。作为大型甘蔗剥叶站的关键零部件，剥叶辊的性能直接影响到大型甘蔗剥叶站的整体性能，因而对大型甘蔗剥叶辊的研究有着非常重要的意义。自田口玄一博士提出稳健设计方法以来，稳健设计被广泛的应用于各行各业中以提高产品的质量，本文的主要工作是将田口稳健设计思想应用在大型甘蔗剥叶辊的研制中，以期提高大型甘蔗剥叶站的工作性能。首先，以广西柳州某单位在研的大型甘蔗剥叶站为研究对象，介绍了其国内外研究现状，并对其剥叶机理进行深入分析，得到影响其性能的最关键因素——剥叶辊的性能。接着，对甘蔗剥叶站工作过程中的运动状况、受力状况等进行详细的分析，得到工作过程中剥叶辊的变形是影响其性能的最主要因素，并结合三维设计软件proe设计出大型甘蔗剥叶站的剥叶辊。随后对剥叶辊进行具体的承载分析，确定剥叶辊的边界条件，并对剥叶辊进行有限元分析。最后，在稳健设计中，选取大型剥叶辊的外径D、内径d以及隔板宽度b为可控因子，以剥叶辊的质量、应力以及工作中的变形为目标函数，并利用正交试验和Ansys Workbench的仿真得出可控因子在不同组合下目标函数值。最后对影响剥叶辊性能的主要结构参数进行合理的选取并确定为D=55mm、d=30mm、b=4mm。最终方案中，剥叶辊工作过程中的挠度为1.72mm，满足实际需求。在田口稳健设计应用中，前人尚未有过将有限元分析方法和田口稳健设计法恰当的结合起来的先例，而本文主要通过在稳健设计中应用有限元分析方法来完成对大型甘蔗剥叶辊的设计。与优化设计和传统稳健设计相比，其设计过程简单明了，结果令人满意。稳健设计的结果表明，将田口方法和稳健设计结合起来可有效的提高设计效率，利用该方法设计出的大型甘蔗剥叶辊的剥叶性能也得到了很大程度的提高，同时也为其他机械产品的设计提供了一些参考。