塑料齒輪及其傳動系統的設計途徑與金屬齒輪傳動不同，塑料齒輪傳動可以采用不同的方法來進行優化，檢測和測試的需求也不同。下面將對塑料齒輪及其傳動系統的設計、模具制造及檢測方面的新技術作一介紹。
塑料齒輪的設計
通常金屬齒輪是按基本齒條原理進行切削加工的過程來設計的，很多塑料齒輪的設計者采用類似的方法。金屬齒輪定義的節圓描述了齒輪與其切削刀具間的安裝間隔，而齒頂修形是指切齒刀具附加的裝調特性，以便加工出所需的齒形，齒輪的全切深實際上指刀具進進齒輪毛坯的多少。然而，對于塑料齒輪而言就不需要這些概念，它們往往還會引起混淆和誤解。
基本齒條方法的最大好處是答應被切制的齒輪相互之間可以任意配對正常嚙合，而塑料齒輪通常針對大批量應用而設計。其設計應盡可能使齒輪副裝置更結實、堅固，而不是使齒輪能夠適應一定的應用范圍。下面列出的途徑方法，是實現特定傳動要求并使齒輪功能達到最大、最優的設計方法。
目前幾乎所有的直齒塑料齒輪都是模制加工，其模腔是用線切割加工的。設計者可以設計完全理想化的數字化齒輪，然后通過線切割加工成實體齒輪。
漸開線齒輪傳動本質上等同于交叉皮帶傳動。輪齒利用相同的傳動路徑產生相同的回轉效果，主動輪通過傳動路徑推動被動輪，路徑由通過節點的皮帶從一個基圓輪離開移向另一個基圓輪。交叉皮帶傳動的很多參數和齒輪傳動完全一致，如基圓、節圓、壓力角和基圓切線長度等。
通過運動幾何學及漸開線原理，可根據所需齒輪副的減速比相對確定基圓輪的大小。在此階段盡對尺寸是不重要的，由于最后齒輪可以做到所需的尺寸大小。然后，選擇一個基圓齒厚并在一個齒輪上畫出漸開線齒形以及與齒輪的間隔，確定其工作壓力角。齒輪外徑可以不考慮。至此齒輪已經確定，其它部分可以自行展成。部分結構齒輪沿其配對齒輪的節圓回轉，形成配對齒輪的齒形輪廓。齒頂在公道的直徑處被切除，第二個齒輪沿第一個齒輪的節圓回轉形成齒根部分。這就是按最大實體條件設計齒輪。考慮到偏心和模制公差，輪齒需減薄或略微向外拉開以便有足夠的間隙，齒輪外徑公差比最大實體小，避免干涉。
這種自展成構建技術使設計者能在塑料齒輪嚙合時最大限度的發揮齒輪的作用和性能。輪齒可以做得更長以增加嚙合工作區，或加大齒厚以增加齒的強度。仍需留意的是傳統齒輪所涉及的接觸比和齒輪強度等題目。
這種設計方法的另一個優點是，CAD繪制的幾何圖形可用來與模制齒輪進行比較——采用光學方法或掃描式坐標丈量機進行對比丈量。
塑料齒輪制造中的下一個關鍵步驟是模具設計。此階段需預估塑料齒輪幾何外形的收縮情況，否則將造成很多已檢測合格的齒輪傳動不正常或根本不能正常工作。
塑料齒輪的收縮很復雜，大致可分為兩個方面：宏觀的和局部的。齒輪基體和簡單對稱的齒輪其主要參數的收縮量基本相同，包括齒輪外徑、齒根圓直徑、基圓和節圓等。單個輪齒的局部收縮量則完全不同，齒厚和其它參數幾乎不收縮。在有些情況下，由于局部作用還可能膨脹，這種情況在空心結晶材料（如尼龍和乙縮醛）中尤為明顯。