很少有工程师具备足够广泛的专业知识来设计带有塑料齿轮的减速器。因此，第一步是组建一个至少由齿轮工程师、塑料工程师和塑料供应商组成的专家团队。
在开始设计过程之前，习惯于设计金属齿轮的工程师需要了解影响齿轮性能的塑料的主要特性。这些包括强度、弹性模量、热膨胀、吸湿性和摩擦特性。
塑料的强度远低于金属。例如，弯曲强度范围为12,至45,psi，具体取决于具体材料。这意味着更大的齿轮可以承载相同的负载。然而，创新设计（例如在两个或多个并行运行的齿轮之间分配扭矩的设计）可以最大限度地减小齿轮组的尺寸。
轮齿具有较低的弹性模量和啮合刚度，因此它们在负载下偏转更大。因此，设计者通常需要增加齿隙和尖端后隙以防止配合齿之间的干涉。
强度和刚度会随着极端温度以及对水和化学品的接触而发生很大变化。例如，温度升高90oF时，塑料的弹性模量下降60%，而钢的弹性模量几乎保持不变。尼龙吸收水分，导致其中一些损失高达50%的模量。
齿轮尺寸也随环境条件而变化。未增强塑料的热膨胀系数是金属的三到二十倍。然而，某些增强塑料的热膨胀系数接近于金属。成型的热效应，特别是浇注和冷却，会影响齿轮的长期尺寸稳定性。
吸湿会导致塑料部件膨胀，尤其是那些由尼龙制成的部件。膨胀会减小齿轮齿隙，导致紧密啮合的齿轮卡住。因此，设计人员需要通过增加间隙或选择膨胀趋势较小的材料来进行补偿。一些化学物质会导致塑料收缩或膨胀。
选择塑料齿轮材料时，请寻找具有足够强度和刚度以处理预期载荷的材料。然后确保由于环境条件引起的尺寸和摩擦特性的任何变化对于应用来说是可接受的。材料供应商可以提供有关各种塑料这些特性的大量有用信息。但您可能仍需要在实际操作和环境条件下测试原型齿轮，以验证它们是否会按预期运行。