塑料齿轮是以高分子合成材料，通过注塑等工艺制成的齿轮，主要用于机械传动。

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今天主要跟大家聊一聊塑料齿轮的设计要点有哪些？
一、材料配对设计（磨损根源）
禁止玻纤尼龙互配（PA66+30GF / PA46-GF）
玻纤硬质颗粒互相刮削，磨损速度提升 10 倍；
较优配对组合
POM + 钢齿轮（通用减速箱优选，低磨静音）
POM + 纯 PA6/PA66（无玻纤）
PA-GF + POM
PEEK + PEEK（高温精密轻载）
不推荐：PC、TPU 互相啮合，易磨损、产生粉屑。
二、齿形几何设计（防断齿、防卡死核心）
1. 模数放大原则
同等负载下，模数比钢制齿轮加大一档
微型轻载：m0.3、m0.5（3C、仪器微调）
常规家电 / 步进减速：m0.8、m1.0
中载传动：≥m1.25
模数过小齿根强度不足，轻微冲击直接断齿。
2. 加大齿根圆角（重中之重）
塑料应力集中敏感度远高于钢：
钢制齿轮齿根 R≈0.38m
塑料齿轮齿根圆角建议 ≥0.5m
减小齿根应力，大幅降低疲劳断齿。
3. 加大啮合侧隙，避免热胀卡死
塑料热膨胀、尼龙吸水膨胀，必须放大侧隙：
POM 齿轮：侧隙比钢齿轮增加 0.03~0.06mm
玻纤尼龙 PA66-GF：增加 0.06~0.10mm
纯尼龙 PA6：吸水膨胀量大，侧隙再加大 0.04mm
高温密闭减速箱、无通风结构侧隙取上限。
4. 齿宽加宽
同等扭矩，齿宽比钢齿轮增加 30%~50%，降低单位面积接触应力；
小型减速箱常用齿宽 4~8mm，重载可做到 10~15mm。
5. 压力角优选
标准 20° 通用；
高速静音、轻载可选用 14.5°（啮合更平稳噪音低）；
重载冲击传动建议 25°，提升齿根抗弯强度。
6. 避免尖顶、薄齿顶
齿顶厚度不能小于 0.25mm，注塑易缺料、使用易崩角；
必要时做短齿设计，减少齿顶干涉、撞击噪音。
三、抗蠕变、抗变形设计
塑料长期受力会缓慢塑性变形（蠕变），长久失效：
禁止单侧悬臂受力
齿轮轮毂单边伸出、单边承受径向力，长期运行齿圈偏心、跳齿；优选双侧支撑。
轮毂加厚、加加强筋
轮毂壁厚≥2.0mm；轮毂与辐板之间放射筋补强，防止轮毂扭曲、齿圈失圆。
辐板镂空不可过大
大面积镂空会导致注塑收缩不均，齿圈椭圆；镂空直径不超过分度圆 1/2，筋条均匀分布。
过盈配合限位
塑料与金属轴过盈量不能太大：
POM 过盈 0.01~0.03mm
PA66-GF 过盈 0.02~0.04mm
过盈太大装配后齿圈撑变形，运转抖动、噪音飙升。
四、注塑成型专属设计（控制收缩、减少齿形误差）
1. 壁厚均匀，杜绝厚薄差
壁厚差≤0.8mm；局部厚胶位产生收缩凹陷、齿圈椭圆；
齿圈、轮毂、筋条壁厚统一，禁止局部厚胶堆积。
2. 拔模斜度
齿圈内外壁拔模 1°~1.5°；齿轮内孔、轮毂孔拔模 0.5°~1°，方便顶出，防止拉伤齿面。
3. 浇口位置选择
严禁单点中心浇口、单点侧浇口直接对着齿圈，收缩不均造成齿向偏心；
推荐：环形浇口、多点对称潜伏浇口，保证圆周收缩均匀。
4. 收缩率补偿（模具设计）
POM 成型收缩 1.8%~2.2%
PA66-GF30 收缩 0.6%~1.0%
模具齿形全部按材料收缩率放大，否则成型后模数、齿距偏小，啮合卡死。
5. 避免尖角，所有内外圆角 R≥0.5mm
尖角注塑困气、应力开裂，装配受力易断裂。
五、温升与润滑设计
连续高速传动必须预留散热间隙
密闭减速箱内腔留空隙，不要填满油脂，防止积热升温软化塑料；
POM 长期使用温度≤80℃，PA66-GF≤110℃，PEEK≤220℃。
润滑选型
POM 配对钢：硅基润滑脂、低温润滑脂
玻纤尼龙传动：专用耐磨极压润滑脂
禁止矿物油长期浸泡纯尼龙，会溶胀变形；
轻载低速可干转自润滑，中高速必须微量油脂。
六、降噪、减震优化设计
采用斜齿替代直齿
斜齿重合度更高，冲击小、噪音大幅降低，步进减速箱优选斜齿塑料齿轮；
齿顶微量修缘
齿顶去掉 0.02~0.05mm 倒角，消除啮合初始撞击异响；
减少硬刚性接触
搭配弹性垫圈、塑料缓冲轮毂，吸收冲击振动。
七、强度安全设计规范
冲击负载必须降低额定扭矩 30% 以上，塑料抗冲击差；
瞬时堵转极易断齿，配套闭环步进 / 电机必须加过载保护；
传动结构避免瞬间换向冲击，加减速斜率放缓；
不适合长期重载持续工作，同等扭矩优选加宽齿宽、加大模数。
八、精度公差设计要点
齿圈径向跳动：精密仪器≤0.03mm，普通减速箱≤0.06mm；
内孔同轴度：控制 0.02 以内，否则偏心跳齿；
注塑齿轮精度等级一般 7~8 级，无法达到金属 5~6 级超高精度；超高定位需求需机加工塑料齿轮（POM/PEEK 棒料滚齿）。