动力头作为非开挖水平定向钻机(HDD)的核心部件,研究其快速设计方法可有效缩短钻机开发周期,提高企业市场响应能力。为构建HDD动力头快速设计平台,本文以该平台应用到的关键技术为主线,在参数化变型设计、客户需求分析、功能模块划分、二次开发等方面进行了相关研究:(1)动力头模型库建立和客户需求预处理。确定HDD动力头九种典型结构设计方案,采用Pro/E参数化建模方式构建了动力头初始模板库;研究动力头客户需求获取、分解、转化的预处理方法,采用改进后的质量功能配置模型将客户需求逐步转换为量化的动力头设计参数需求,为平台开发提供输入基础。(2)面向客户需求的快速设计方法研究。提出基于动力头零件参数关联性数值、关联性权值、综合影响关联性权值分别建立动力头结构设计矩阵模型CM、RM、SM,确定HDD动力头五个模块的划分方案;再基于设计参数需求与模块间的信息依赖关系,建立动力头设计关系矩阵模型TM,采用序列再生二叉树算法对矩阵TM进行撕裂解耦运算,规划动力头五个模块快速变型设计的优先顺序。(3)面向客户需求的HDD动力头快速设计平台构建。采用面向客户需求的快速设计方法,应用VS 8.0对Pro/E 4.0进行二次开发,构建HDD动力头快速设计平台。通过运行实例介绍该平台的功能及操作流程,验证了动力头快速设计方法的可行性。采用上述研究方法,本文成功构建了面向客户需求的HDD动力头快速设计平台。平台运行实例表明,该方法能将接收到的HDD客户需求数据转化为动力头整体设计参数,进而驱动五个模块依次进行参数化变型设计,实现HDD动力头模型的快速再生。该方法解决了动力头单个设计复杂繁琐、设计周期长、市场响应慢等问题,为同类复杂机械产品的快速设计提供了新方法和理论参考。