单螺杆膨胀机作为有机朗肯循环系统的动力输出设备，其性能起着至关重要的作用。通过之前的研究发现，传统的物理学工具解决膨胀机内效率和膨胀比的变化规律这一问题较为困难，因此需要借助数学工具进行简化问题。而回归分析方法是一种基于数据之间建立定量化关系的统计数据分析工具，适用于解决该问题。本文利用SPSS软件，选择内容积比、膨胀机转速、进气压力以及容积效率为特征参数，通过调研大量的单螺杆膨胀机实验文献作为样本空间，对螺杆直径为117　mm的单螺杆膨胀机进行了多元非线性回归分析，得到了膨胀机内效率和膨胀比随特征参数变化的回归模型，并对这一模型进行合理性验证。验证结果表明，该模型计算准确度较高，误差较小，能够较好的反应单螺杆膨胀机内效率和膨胀比的变化规律。