本文结合教育部科学研究重点项目——“挤出机螺杆设计理论的研究”,重点进行往复式销钉螺杆挤出机的研究和开发。往复式销钉螺杆挤出机在高聚物工业中已经变成很重要的混炼设备。它具有独特的积木式螺杆,螺杆由带有中断螺棱的螺纹元件组成,螺杆与固定在机筒上的销钉相互啮合,做旋转和往复运动,使机器有很好的混合和自洁作用。往复式销钉螺杆挤出机具备了低压力、低剪切、低温升和高混炼质量的加工特性,广泛应用于各种材料的加工。本文结合WXJ-140往复式销钉螺杆挤出机的研究和开发,介绍了该机型螺杆的结构特点和设计方法,阐述了销钉的设计和布置原理,重点对新型四段螺棱混炼元件的混合机理进行研究,并且与双螺杆挤出机、磨盘挤出机的混合效果做了比较。在理论上对物料在往复式销钉螺杆挤出机螺槽内的非线性粘弹性流动特性进行了分析计算。非线性粘弹性流场分析采用了旋转Maxwell模型。论文中还建立了传动系统和挤压系统三维模型,并且对各部件间复杂的运动关系进行了动态仿真模拟,验证了螺杆和销钉是不干涉的,从而验证理论模型是正确的,螺纹元件设计和销钉的布置是正确的。