差速搅拌捏合机是一种新型高效的卧式双轴全相自清洁型搅拌捏合设备。它集粉碎、搅拌、捏合自清理、输送于一体,并能连续化生产作业,很好的解决了高粘度物料搅拌混合所面临的问题。但随着搅拌机朝着大功率化、大容量化的发展,其在运行过程中表现出的运行不稳定性、搅拌效率低及易疲劳破坏等特性都制约着差速搅拌捏合机的应用。本文针对搅拌机的参数优化、动力及疲劳特性分析以及流场特性进行了一系列研究与探索:1.根据差速搅拌捏合机的结构特点及工作原理,参考搅拌轴螺棱外形的数学模型,对螺棱外形进行了简化,设计出满足搅拌混合功能和易于加工的螺棱外形。2.为提高差速搅拌捏合机的搅拌性能,在螺棱螺旋角、搅拌装置的长宽比、主搅拌轴和清洁轴的中心距等方面对搅拌轴进行了参数优化。3.利用有限元软件ANSYS对搅拌轴进行瞬态动力学分析,得到了搅拌轴在周期性流场激振力作用下各危险节点的位移及等效应力的时间历程响应,并利用瞬态动力学分析的结果对搅拌轴的螺棱角度进行了优化设计。4.对主搅拌轴和清洁轴的振动特性在理论上进行了研究并利用有限元法对其进行了模态分析,得到了固有频率及振型,并验证了搅拌轴在正常转速的工作过程中没有发生共振。5.分别利用理论计算方法及有限元法方法对搅拌轴进行了疲劳分析,并对计算结果进行了对比分析,验证了结构优化后的搅拌轴满足疲劳强度要求。6.对搅拌机进行了三维流场数值模拟,得到了物料在流场中的真实流动状况,并针对分析结果对搅拌轴的设计提出了针对性的建议。