1.2.2 電動機的設計過程、內容和方法

1.初步設計 初步設計過程即是編制設計技術任務書的過程。通常是根據設計任務要求，廣泛搜集相應生產成熟產品的技術數據（包括試驗數據），作為類比參照，來確定產品的運行環境條件（海拔、冷卻介質溫度等）、工作方式、冷卻方式、外殼防護等級、繞組絕緣等級、安裝型式和安裝尺寸等。在這些原則的基礎上來編制“設計技術任務書”，設計技術任務書既是產品設計原則，也是技術協議的技術基礎。設計技術任務書應貫徹國家技術經濟政策和有關國家標準。

2.電磁設計 電磁設計是根據設計技術任務書的規定，利用設計理論和設計計算方法，通過計算來確定電動機的各種尺寸和數據。電磁計算的實質就是在保證電動機技術性能的基礎上，從溫升限值出發，來確定電動機各部分的幾何尺寸，如定子鐵心、轉子鐵心、定子繞組、轉子繞組及有關材料、規格及幾何尺寸等。

由于電動機尺寸、參數和性能之間的內在聯系，尤其是任何一個電動機設計程序都存在著未知數多于方程式數的必然結果，這些未知數有極弧系數、飽和系數、漏磁系數等。因此電磁設計的方法就是根據設計實際經驗先假定一些尺寸（如定轉子鐵心內外徑、氣隙長度、鐵心長度、槽形、定轉子槽數和槽配合、繞組型式、線圈匝數、線徑及連接方式等）。這種電磁計算方法通常稱為“由外到里”，即先根據相關系列電動機的技術數據選擇一個定子鐵心外徑，再向里確定定子內徑、氣隙長度等，然后進行電動機的參數和性能計算，核算其是否符合技術條件要求。如果計算結果尚不能滿足要求，則需另行更改假設的某些尺寸和數據，直到各項指標均達到技術條件要求，并從中選出最佳方案為止。

3.結構設計 結構設計的任務是根據設計技術任務書要求及電磁設計確定的有關數據來確定電動機的總體結構，各結構部件的結構型式、尺寸、材料及加工要求等。必要時還要進行機械強度計算。確定機械結構后，繪制總裝配圖、分裝配圖和零件圖，提出全套生產圖樣。在結構設計時，通常采用“由里向外、里外結合”的方法，即先從中心線開始向外繪制，以中心高、外限尺寸和安裝尺寸作為外形的約束。否則，就需調整內部零部件的結構尺寸，即為“里外結合”。

絕緣結構主要是根據電動機的耐熱等級和電壓等級來確定絕緣材料及其尺寸，如槽絕緣、層間絕緣、端部絕緣及端部綁扎固定等。此外，尚需要確定絕緣浸漬漆處理，如絕緣漆的型號和浸漬規程等。

軸承結構，如滾動軸承、滑動軸承、推力軸承等，可以按中心高類比選擇，必要時要進行壽命校核。

電動機的結構設計實際上是結構強度設計，在強度問題上往往都是憑經驗確定，必要時也應進行受力分析和強度計算。

需要指出的是，結構設計和電磁設計是相輔相成的，結構設計通常在電磁設計后進行，有時也和電磁設計平行交叉進行，以便相互協調。

4.施工設計 施工設計包括工、夾、模、量具設計和工藝設計。

（1）工、夾、模、量具設計 電動機制造過程中涉及的加工方法非常廣泛。很多加工方法都需要用特殊的模具（如鐵心沖剪時需用沖模；鑄鐵機座制造時需用鑄件模型；轉子鑄鋁時需用壓鑄模；線圈繞線時需用繞線模；鉆孔加工時需用鉆胎）、加工尺寸的檢驗工具（量具）、保證定子機座兩端止口同心度的特殊夾具、轉子鑄鋁時所用的假軸，以上這些都是電動機生產過程中為保證質量、提高生產效率所必需的專用工具、夾具、模具、量具，都應進行單獨設計，并繪制全部工裝圖樣。

（2）工藝設計 對每一工件來講，都要經過不只一道的加工工序才能完成零件圖樣所需的加工要求。例如一根軸要經過下料、打中心孔、粗車、精車、磨軸頸、銑鍵槽等。這些工序的加工順序、加工方法、兩道工序間應留的加工余量、哪些工序之后應安排什么尺寸的檢驗，都應有一個合理的安排。這個工作稱為確定零部件的工藝流程，也就是工藝設計的主要內容。工藝設計不合理，零件質量就不能保證。工藝設計的最后應編制工藝文件，所有的加工必須按工藝文件執行。