1.2.2 电动机的设计过程、内容和方法

1.初步设计 初步设计过程即是编制设计技术任务书的过程。通常是根据设计任务要求，广泛搜集相应生产成熟产品的技术数据（包括试验数据），作为类比参照，来确定产品的运行环境条件（海拔、冷却介质温度等）、工作方式、冷却方式、外壳防护等级、绕组绝缘等级、安装型式和安装尺寸等。在这些原则的基础上来编制“设计技术任务书”，设计技术任务书既是产品设计原则，也是技术协议的技术基础。设计技术任务书应贯彻国家技术经济政策和有关国家标准。

2.电磁设计 电磁设计是根据设计技术任务书的规定，利用设计理论和设计计算方法，通过计算来确定电动机的各种尺寸和数据。电磁计算的实质就是在保证电动机技术性能的基础上，从温升限值出发，来确定电动机各部分的几何尺寸，如定子铁心、转子铁心、定子绕组、转子绕组及有关材料、规格及几何尺寸等。

由于电动机尺寸、参数和性能之间的内在联系，尤其是任何一个电动机设计程序都存在着未知数多于方程式数的必然结果，这些未知数有极弧系数、饱和系数、漏磁系数等。因此电磁设计的方法就是根据设计实际经验先假定一些尺寸（如定转子铁心内外径、气隙长度、铁心长度、槽形、定转子槽数和槽配合、绕组型式、线圈匝数、线径及连接方式等）。这种电磁计算方法通常称为“由外到里”，即先根据相关系列电动机的技术数据选择一个定子铁心外径，再向里确定定子内径、气隙长度等，然后进行电动机的参数和性能计算，核算其是否符合技术条件要求。如果计算结果尚不能满足要求，则需另行更改假设的某些尺寸和数据，直到各项指标均达到技术条件要求，并从中选出最佳方案为止。

3.结构设计 结构设计的任务是根据设计技术任务书要求及电磁设计确定的有关数据来确定电动机的总体结构，各结构部件的结构型式、尺寸、材料及加工要求等。必要时还要进行机械强度计算。确定机械结构后，绘制总装配图、分装配图和零件图，提出全套生产图样。在结构设计时，通常采用“由里向外、里外结合”的方法，即先从中心线开始向外绘制，以中心高、外限尺寸和安装尺寸作为外形的约束。否则，就需调整内部零部件的结构尺寸，即为“里外结合”。

绝缘结构主要是根据电动机的耐热等级和电压等级来确定绝缘材料及其尺寸，如槽绝缘、层间绝缘、端部绝缘及端部绑扎固定等。此外，尚需要确定绝缘浸渍漆处理，如绝缘漆的型号和浸渍规程等。

轴承结构，如滚动轴承、滑动轴承、推力轴承等，可以按中心高类比选择，必要时要进行寿命校核。

电动机的结构设计实际上是结构强度设计，在强度问题上往往都是凭经验确定，必要时也应进行受力分析和强度计算。

需要指出的是，结构设计和电磁设计是相辅相成的，结构设计通常在电磁设计后进行，有时也和电磁设计平行交叉进行，以便相互协调。

4.施工设计 施工设计包括工、夹、模、量具设计和工艺设计。

（1）工、夹、模、量具设计 电动机制造过程中涉及的加工方法非常广泛。很多加工方法都需要用特殊的模具（如铁心冲剪时需用冲模；铸铁机座制造时需用铸件模型；转子铸铝时需用压铸模；线圈绕线时需用绕线模；钻孔加工时需用钻胎）、加工尺寸的检验工具（量具）、保证定子机座两端止口同心度的特殊夹具、转子铸铝时所用的假轴，以上这些都是电动机生产过程中为保证质量、提高生产效率所必需的专用工具、夹具、模具、量具，都应进行单独设计，并绘制全部工装图样。

（2）工艺设计 对每一工件来讲，都要经过不只一道的加工工序才能完成零件图样所需的加工要求。例如一根轴要经过下料、打中心孔、粗车、精车、磨轴颈、铣键槽等。这些工序的加工顺序、加工方法、两道工序间应留的加工余量、哪些工序之后应安排什么尺寸的检验，都应有一个合理的安排。这个工作称为确定零部件的工艺流程，也就是工艺设计的主要内容。工艺设计不合理，零件质量就不能保证。工艺设计的最后应编制工艺文件，所有的加工必须按工艺文件执行。