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第1章 绪论1

1.1 概述1

1.2 捏合机的分类与基本结构1

1.2.1 捏合机的分类1

1.2.2 捏合挤出设备的基本结构5

1.2.3 双螺杆捏合挤出设备的基本功能7

1.3 双螺杆捏合挤出设备的发展现状与趋势10

1.3.1 双螺杆捏合挤出设备的研究现状及发展趋势10

1.3.2 双螺杆捏合挤出设备综合性能要求11

1.3.3 双螺杆捏合挤出设备螺纹元件型线设计理论与方法13

1.4 双螺杆捏合挤出设备螺纹元件设计存在的关键技术难题15

1.5 本书主要内容16

参考文献17

第2章 啮合型双螺杆螺纹元件端面型线设计理论与方法22

2.1 概述22

2.2 啮合型双螺杆螺纹元件端面型线设计的相对运动法22

2.2.1 常规啮合型同向双螺杆转子的运动学原理22

2.2.2 常规啮合型同向双螺杆转子中心距与螺顶角的关系28

2.2.3 同向双螺杆端面型线的求解30

2.2.4 常规啮合型异向双螺杆啮合几何学34

2.3 啮合型双螺杆螺纹元件端面型线设计的包络法37

2.3.1 坐标系建立与变换38

2.3.2 端面型线及其共轭曲线40

2.3.3 基于包络法的端面型线及其共轭曲线求解42

2.4 啮合型双螺杆螺纹元件的几何特性43

2.4.1 长径比43

2.4.2 泄漏三角形44

2.4.3 螺纹元件轴向截形45

2.4.4 螺纹元件理论啮合线46

2.4.5 螺纹元件理论接触线长度46

2.4.6 端面面积、齿槽容积及端面利用系数46

参考文献49

第3章 啮合同向双螺杆螺纹元件端面型线设计与演化51

3.1 概述51

3.2 基于相对运动法的啮合同向双螺杆端面型线设计与演化54

3.2.1 等速同向螺纹元件端面型线设计54

3.2.2 差速同向双螺杆端面型线设计58

3.3 基于包络法的双螺杆螺纹元件圆弧端面型线设计与演化61

3.3.1 组成齿曲线为圆弧的端面型线设计61

3.3.2 组成齿圆弧线的啮合特性64

3.3.3 组成齿全部为圆弧的端面型线形成方法65

3.3.4 圆弧端面型线的演化67

3.4 基于泛函分析思想的同向双螺杆螺纹元件型线设计与演化77

3.4.1 基于泛函分析思想的同向双螺杆螺纹元件型线设计77

3.4.2 同向双螺杆螺纹元件型线泛函设计实例79

3.4.3 由通用型线泛函表征的同向双螺杆螺纹元件型线演化85

参考文献86

第4章 啮合异向双螺杆螺纹元件端面型线设计与演化88

4.1 概述88

4.2 啮合异向双螺杆螺纹元件端面型线的数学模型91

4.2.1 异向双螺杆转向的确定91

4.2.2 基于相对运动法的常规异向双螺杆螺纹元件端面型线设计92

4.2.3 基于包络法的异向双螺杆螺纹元件端面型线设计96

4.3 异向双螺杆螺纹元件端面型线演化设计100

4.3.1 端面型线演化一101

4.3.2 端面型线演化二102

4.3.3 端面型线演化三103

4.3.4 端面型线演化四105

4.3.5 端面型线演化五107

4.4 异向双螺杆螺纹元件端面型线优化设计109

4.4.1 设计变量、目标函数及约束条件109

4.4.2 设计参数对面积利用系数的影响111

4.4.3 考虑输送性能的设计参数分析113

4.4.4 考虑剪切性能的设计参数分析115

4.4.5 优化后的异向双螺杆端面型线116

4.4.6 异向双螺杆螺纹元件端面型线优化设计结果119

4.4.7 优化后的双螺杆螺纹元件几何特性120

参考文献128

第5章 啮合同向螺纹元件流场特性与混合性能数值模拟129

5.1 概述129

5.2 模型建立和边界条件设定130

5.2.1 流场模拟与混合性能的数值计算方法130

5.2.2 数学模型建立和边界条件设定132

5.3 拟稳态流场统计学分析及应用参数134

5.3.1 拟稳态流场统计学分析的示踪粒子法（PTA）134

5.3.2 分析过程应用的参数表征134

5.4 典型啮合同向螺杆组的流场数值模拟与混合性能136

5.4.1 物理模型和有限元模型136

5.4.2 流场数值模拟138

5.4.3 分布混合性能评估142

5.4.4 分散混合性能评估146

5.5 典型啮合同向双螺杆捏合挤出设备螺纹元件设计与组合149

5.5.1 工程塑料造粒机149

5.5.2 片材双螺杆挤出机152

参考文献154

第6章 啮合异向螺纹元件流场特性与混合性能数值模拟156

6.1 概述156

6.2 物理模型和有限元模型156

6.3 常规啮合异向等速双螺杆螺纹元件159

6.3.1 流场分析结果159

6.3.2 分布混合性能评估165

6.3.3 分散混合性能评估168

6.4 啮合异向差速双螺杆螺纹元件（单头右螺杆）171

6.4.1 流场分析结果171

6.4.2 分布混合性能评估177

6.4.3 分散混合性能评估180

6.5 啮合异向差速双螺杆螺纹元件（双头右螺杆）182

6.5.1 分布混合性能评估182

6.5.2 分散混合性能评估185

6.6 不同啮合异向双螺杆螺纹元件混合性能对比187

参考文献190

第7章 设计参数对啮合异向差速螺纹元件混合与力学性能影响192

7.1 概述192

7.2 含顶角参数的啮合异向差速双螺杆螺纹元件型线方程192

7.3 头数比为4：1的双螺杆螺纹元件几何模型及有限元模型196

7.4 螺杆顶角对啮合异向差速螺纹元件混合性能影响197

7.4.1 粒子空间流动规律197

7.4.2 粒子轨迹分析198

7.4.3 分布性混合性能评估199

7.4.4 分散混合性能评估201

7.5 螺杆顶隙对啮合异向差速螺纹元件混合性能影响203

7.6 设计参数对螺纹元件力学性能的影响208

7.6.1 螺纹元件力学分析的数学模型208

7.6.2 流体对螺杆转子作用力及其结果分析213

参考文献218