本文首先根據相對運動原理對雙螺桿嚙合幾何學進行了全面、系統的研究，得出了螺桿各幾何參數之間的相互關系以及螺桿各截面幾何形狀的解析表達式，推導出了螺桿各特征面積及體積的計算公式，討論了它們同螺桿幾何參數之間的關系，進而從幾何學角度提出了螺桿各段幾何參數的設計準則。本文還比較了理論結果和測繪結果，證明了本文提出的雙螺桿嚙合幾何學理論的可靠性。

    針對雙螺桿擠出機內流動介質的特殊流動特性和流動區域的復雜性，本文在分析指出傳統的壓力——速度有限元法在解這類流場時的不足之后，首次提出用新型的罰函數有限元法及國際上發展不久的邊界元法來求解雙螺桿擠出機內的流場。對非線性問題也提出了自己的處理方法，并證明了上述方法在解復雜流場問題時具有經濟、方便、高效、通用、可靠等優點。

    本文對同向旋轉雙螺桿擠出機計量段及排氣段內的流場建立了迄今為止最接近實際情況的物理模型和數學模型，并利用上述新方法在微機上對計量段及排氣段內非牛頓、不等溫、且含三個方向速度的粘性流場進行了計算。此后，在流場計算結果的基礎上，對計量段、排氣段重要的工作特性參數進行了計算、分析和討論，進而對工藝參數和螺桿幾何參數提出了選擇及設計的原則，對生產中出現的問題（如排氣口冒料及如何改善排氣效果、抑制工作特性參數的波動等）提出了解決途徑。

    本文根據流場相似條件對同向旋轉雙螺桿擠出機計量段的螺桿幾何參數及機器工藝參數提出了相似設計方法。

   本人曾在實驗室及工廠作了大量實驗，文中分析比較了理論計算值及實驗結果，證明了本文提出的模型合理、計算方法先進、結論可靠。因此本文提出的理論均可用于指導生產設計。