Kärnan i materialvalet för plastväxlar är att matcha kraven på belastning, temperatur och slitstyrka i tillämpningsscenariot. De är huvudsakligen indelade i tre kategorier: allmän-plast, teknisk plast och specialplast för hög-temperatur. Allmänna-plaster som nylon (PA) och polypropen (PP) är låga-och lätta att forma, men deras styrka och slitstyrka är i allmänhet genomsnittliga. De är lämpliga för applikationer med låg-belastning och kort-livslängd, som leksaksväxlar och extra transmissionsväxlar i enkla hushållsapparater. Tekniska plaster som polyoximetylen (POM), polykarbonat (PC) och ABS-harts har hög hållfasthet, överlägsen slitstyrka och temperaturbeständighet. De är de vanliga materialen för plastväxlar och är lämpliga för konventionella transmissionsscenarier som kräver lång livslängd och stabilitet, såsom skrivare, bilinteriörer och kärntransmissionsväxlar i hushållsapparater. Specialplaster med hög-temperatur som polyetereterketon (PEEK), polyfenylensulfid (PPS) och polyimid (PI) har hög hållfasthet och hög temperaturbeständighet, som kan motstå medelhöga till höga belastningar och tuffa miljöer. Men de är dyra och svåra att bearbeta, vilket gör dem lämpliga för applikationer med speciella krav, såsom fordonsmotorkomponenter, industriell utrustning och medicinsk utrustning.
Designstegen för kugghjul av plast inkluderar: förståelse av tågets arbetsuppgift och miljöförhållanden; utarbeta ett preliminärt designschema och definiera huvudparametrarna för kugghjulens tänder; utföra designberäkningar för tågparametrarna; val av precisionsnivån för plastväxeln; utföra beräkningar för att undvika rotunderskärning och spetsskärpning; justering av mittavståndet för att möta minimikraven för glapp; kontroll av tågets kontaktförhållande; utvärdera tågets-lastbärande kapacitet; skapa en kugghjulstågsparametertabell; och slutligen, ritning av kugghjulsproduktritningen enligt DFM:s designriktlinjer för formsprutningsdel.
Viktiga konstruktionsöverväganden för kugghjulskonstruktioner av plast inkluderar enhetlig väggtjocklek, undvikande av skarpa hörn, lämplig inställning av förstärkningsribbor och design av fläns-nav. I allmänhet regleras väggtjockleken på plastdelar till cirka 3 mm. Variationsintervallet för väggtjocklek bör vara mindre än 25 % för material med låg-krympning och mindre än 15 % för material med hög-krympning. Skarpa hörn bör undvikas vid korsningen av två väggar; rundade hörn bör tillhandahållas. Det rundade hörnets storlek är vanligtvis 0,25-0,75 gånger väggtjockleken, men helst större än 0,5 mm. Förstärkande ribbor förbättrar kugghjulens styvhet. Deras höjd är vanligtvis 2,5-3 gånger väggtjockleken och deras tjocklek är 0,5-0,75 gånger huvudväggens tjocklek. Avståndet mellan ribborna bör vara större än två gånger huvudväggens tjocklek. När kugghjulet har en plattliknande struktur med en tjocklek större än 4,5 mm bör den utformas som en liv- och flänsnavstruktur. Tjockleken på flänsen och livet bör vara 1,25-3 gånger tandtjockleken. Banans tjocklek kan vara något större än kanttjockleken och man bör se till att inte borra hål i banan.
Formdesignen för plastväxlar måste överväga flera nyckelpunkter för att säkerställa formningsnoggrannhet. Kaviteten och kärnan ska placeras exakt med cylindriska avsmalnande insatser. Grinden ska vara en punktgrind, placerad nära mitten av växeln. Att använda ett udda antal grindar (3, 5, 7, etc.) kan förbättra koaxialiteten. Ejektorstiften ska vara jämnt fördelade under utkastningen. För lagerområden rekommenderas ett rakt tryckrörsutkast. Dessutom är det nödvändigt att ställa in en lämplig dragvinkel, korrekt placera ventiler vid den slutliga hartspåfyllningsplatsen och kontrollera antalet hålrum, vanligtvis 1, 2 eller 4 hålrum. För många hålrum kan leda till noggrannhetsavvikelser.
När det gäller noggrannhet, på grund av påverkan av olika faktorer som materialkrympning och formsprutningsprocess, är noggrannheten för formsprutade plastkugghjul relativt låg, i allmänhet vid eller under klass 9-10 av den nationella standarden, medan noggrannheten för klippande plastkugghjul är på eller under den nationella standarden 7-8. Referensstandarder inkluderar AGMA PT-standarden (Plastic Gear Tooth Profile) introducerad av ANSI/AGMA 1106-A97.
