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产品变型设计是企业系列化设计的主要手段,通过变型设计可以改进产品质量、缩短设计周期,使企业更加具有竞争力。传统变型设计以几何形状和尺寸为主要研究对象,导致了变型设计范围小,而且无法实现拓扑关系的变化,实际上变型设计是在保持原理方案不变前提下进行的,传统方法难以保证这一点。本文尝试把原理方案引入到变型设计过程中,以功能表面和变型设计语义为手段,对原理方案进行表达,在此基础上分别对装配级和零件级变型设计进行研究,以水平定向钻机为实例对上述理论进行了验证,并对其中的模块进行了变型设计系统的开发。全文主要从