在工业机械的设计过程中，我们需考虑一个高效的电动齿轮齿条传动系统。此系统必须能够产生高达2000N.m的扭矩，同时确保传动效率超过90%。为达成此目标，进行精确的选型计算显得尤为重要。
我们必须确定齿轮的传动比。这需要我们利用扭矩和功率之间的关系式进行计算。
扭矩T与功率P及角速度ω之间存在这样的关系：T = P × ω。其中，P代表功率，ω代表角速度。假设电机的额定转速为1800 rpm，换算成弧度每秒约为188.5 rad/s。通过这些数据，我们可以推算出所需的功率。
经过计算，我们得知需要一款输出功率为377kW的电机，因为当扭矩为2000N.m时，所对应的功率P约为377000W。
接下来，选择合适的齿轮模数和齿数至关重要。模数是一个描述齿轮尺寸的关键参数，它关联着齿数、齿轮直径及厚度。我们使用特定的公式来计算模数。
模数m的计算公式为：(2T / K)^(1/3)，其中T为扭矩，K为齿轮材料的疲劳极限。假设齿轮材料为钢，其疲劳极限为280MPa。将数据代入公式，我们可以得到模数m的近似值。
计算结果显示，所需的模数约为10.2mm。我们应该选择一个模数为10.2mm的齿轮。
在选择完模数后，我们还需要确定齿轮的齿数比。传动比是输出轴角速度与输入轴角速度之比，我们假设需要的传动比为10:1。为满足这一条件，我们可以尝试不同的齿数组合。
例如，我们可以选择驱动轴齿数为30，而输出轴齿数为300，这样即可实现10:1的传动比。我们需要一对齿数比为10:1的齿轮，即一个30齿的齿轮和一个300齿的齿轮。
关于齿条的选择，由于齿条是与齿轮配合使用的，因此其模数应与齿轮相同。齿条的长度则应根据实际运用情况进行选择，因其可进行无限拼接，所以能很好地适应各种需求。
关键词：工业机械设计、电动齿轮齿条传动系统、选型计算、模数、传动比