水平定向钻机是典型的多品种小批量产品，而这一特点在其核心部件动力头上体现得尤为突出。在买方市场全球化的客观条件下，生产商必须以满足客户的“多品种小批量”需求为中心，快速实现动力头的小批量定制式生产。因此本文将基于案例推理（Case-Based Reasoning，CBR）技术融入到动力头设计中，并在Pro/E平台上开发一个针对客户需求并实现产品快速设计的计算机辅助设计系统，即水平定向钻机动力头快速设计系统。本文所做的主要工作有：（1）动力头设计及三维建模。首先详细分析动力头结构并确定动力头总体设计方案，然后根据主要技术参数对主要零部件进行选型与设计，最后在Pro/E软件中构建动力头的三维模型，为快速设计系统开发提供模型基础。（2）CBR应用于动力头设计的关键技术研究。阐述将CBR技术应用到动力头快速设计中的可行性，详细介绍CBR工作原理及推理流程，重点研究CBR关键技术中动力头案例的表示及案例的检索，并以具体实例说明动力头案例检索的过程。（3）动力头快速设计系统研究与开发。确定快速设计系统所需实现的功能，开发一个集成于Pro/E软件的水平定向钻机动力头快速设计系统，并重点研究动力头案例库的构建原理和人机交互界面的开发过程，最后详细演示动力头的快速设计过程。（4）动力头模型力学分析。采用ANSYS软件对快速设计系统所生成的动力头模型进行力学分析，以说明本文快速设计系统的可行性。结果表明，本文开发的水平定向钻机动力头快速设计系统可成为研发人员的得力工具。该系统根据客户需求自动计算设计参数，并选择合适的总体设计方案，以重用设计资源的方式实现动力头的快速设计，从而可以迅速响应客户需求、缩短设计周期并降低产品成本，达到提高我国水平定向钻机整体设计水平及增强企业生存发展能力的目的。