如今，許多新的熱塑性樹脂已經(jīng)被合成出來，它們帶有內(nèi)部潤滑劑，可以提高耐磨損性和降低摩擦，并且采用增強材料提高了強度。
　　潤滑添加劑
　　最廣泛使用的潤滑劑有PTFE粉末(聚四氟乙烯)和硅油。PTFE顆粒通過磨損表面之間的剪切產(chǎn)生粘著，從而產(chǎn)生一種PTFE薄膜，它可轉(zhuǎn)移到配對磨損表面上。這種PTFE對PTFE的轉(zhuǎn)移薄膜會明顯降低摩擦系數(shù)和磨損率。例如，當在PEI(聚醚酰亞胺中添加15%PTFE進行潤滑時，動態(tài)摩擦系數(shù)會從0.51降低到0.30，磨損系數(shù)會從3940降低到106。由于這種非晶樹脂的磨損系數(shù)低于200，可以考慮將其作為潛在的齒輪備選材料(圖30)。非晶樹脂之所以重要，是因為在模具中它們比結(jié)晶樹脂具有更低的收縮率，可以用來模塑生產(chǎn)精度更高的齒輪。
　　另一種常見的潤滑劑，即硅油，可以遷移到磨損接觸面,并在起動時即開始在界面上存在。硅油可以單獨使用，如果結(jié)合PTFE，磨損系數(shù)更低。用2%硅油潤滑的聚碳酸酯的磨損系數(shù)會從2500降低到386。將13%的PTFE和2%的硅油結(jié)合使用可進一步將磨損系數(shù)降低到42。PTFE/硅油組合可以改善高速下的性能，通常被用于會產(chǎn)生失穩(wěn)速度(Oscillating Speed)或齒輪跳動(Oscillating Motion)的情況。
　　增強材料
　　復(fù)合到樹脂中的增強纖維(如玻璃纖維、碳纖維或芳香族聚酰胺纖維)可以提高材料的機械性能。碳纖維增強材料可最大程度地提高機械強度和剛度，玻璃纖維的增強效果次之，芳香族聚酰胺纖維再次之。僅添加增強纖維一項即可明顯降低大多數(shù)樹脂系統(tǒng)的磨損系數(shù)(表3)。結(jié)合使用PTFE和纖維增強材料更可進一步降低磨損系數(shù)。對于具有典型纖維添加量(玻璃纖維和碳纖維30%，芳香族聚酰胺纖維15%)并添加15%PTFE潤滑劑的Nylon 6/6，磨損系數(shù)將降低到20以下。
　　玻璃纖維和碳纖維的主要缺點是可能會在模具中誘發(fā)各向異性收縮，而降低齒輪精度。芳香族聚酰胺纖維則表現(xiàn)出更高的各向同性，流動方向和橫向收縮率之間差異很小。粒狀填料(如輾碎的玻璃或玻璃珠)可改善具有極少增強纖維的合成材料配方，而不會加劇收縮的不均勻性。但是，這些材料通常會降低機械性能，并使磨損率上升。
　　對增強合成材料的改進之一是使用長纖維技術(shù)，這大大提高了取代金屬齒輪的可能性。包含玻璃纖維和PTFE的長短玻璃纖維增強Nylon 6/6的性能比較顯示了使用長纖維增強材料在抗彎強度和沖擊強度上明顯改善。由于降低了纖維末端的數(shù)量，因此磨損率不會明顯提高。在某些齒輪應(yīng)用中，其較高的強度和抗沖擊性能使得輪齒在高扭矩條件下的強度和耐疲勞性能都得到改善。
　　齒輪組合
　　塑料齒輪的磨損在很大程度上取決于相對的那個齒輪。對于金屬齒輪組合中的塑料齒輪，合成材料在相對較硬的金屬上的磨損可能會與在軟金屬(如鋁和銅)上的磨損不同,具體情況又因配方而異。金屬齒輪的表面光潔度也會影響塑料齒輪的磨損。從耐磨的角度來說，金屬-塑料齒輪組合中金屬齒輪表面光潔度的適宜范圍為12-16 μin。
　　例如，請看以下兩種Nylon 6/6配方:一種配方為30%碳纖維增強、15% PTFE潤滑的Nylon 6/6，另一種配方為10%芳香族聚酰胺纖維增強、10% PTFE潤滑的Nylon 6/6。兩個配方對鋼的磨損系數(shù)都為13。但是，對于鋁，碳纖維配方的磨損系數(shù)為175，而芳香族聚酰胺纖維配方的磨損系數(shù)為45。另一個重要的事實是，鋁軸與碳纖維增強的合成材料的磨損系數(shù)(95)要比與芳香族聚酰胺纖維合成材料的磨損系數(shù)(4)更高。芳香族聚酰胺纖維增強適用于軟金屬和粉末金屬，因為它們可幫助降低磨蝕性金屬顆粒的生成。
　　塑料對塑料磨損
　　對于塑料-塑料齒輪組合，合成材料的選擇變得更加復(fù)雜。這些磨損組合極難預(yù)測，只能通過測試才能確定。通常，盡管有某些熱塑性合成材料在同種材料之間具有良好的耐磨性，但找到使用異種材料的可接受磨損組合會更容易一些。
　　在許多情況下，具有天然潤滑性的材料的磨損率都很高。當未填充的芳香族聚酰胺(通常視為具有很好的天然潤滑性)與相同材料配合使用時，磨損系數(shù)在10,000以上。但加入20%的PTFE后，在與同種材料配合使用時，會得到40左右的磨損系數(shù)。
　　高溫齒輪
　　熱塑性合成材料在高溫齒輪條件下用途有限，這是因為當溫度升高到熔點/玻璃態(tài)轉(zhuǎn)化溫度時，其機械性能會降低。在設(shè)計高溫應(yīng)用條件下的塑料齒輪時，必須了解備選材料在應(yīng)用溫度下的機械性能。其中包括磨損數(shù)據(jù)，因為磨損率在溫度提高時也傾向于升高。大多數(shù)高溫齒輪應(yīng)用都會使用高熔點/高玻璃態(tài)轉(zhuǎn)化溫度的樹脂，如PES(聚醚砜)、PEI(聚醚酰亞胺)、PPS(聚苯硫醚)、PPA(聚鄰苯二甲酰胺)和PEEK(聚醚醚酮)。高溫齒輪應(yīng)用幾乎都會采用纖維增強材料和/或內(nèi)部潤滑。
　　標簽：塑膠齒輪廠家