כמרכיב מפתח להעברת כוח ועומסים תומכים, תכונות החומר של הגלגל המניע קובעות ישירות את האמינות, העמידות והיעילות התפעולית של הציוד. כיצד לבחור מדעית חומרים מתאימים לתרחישי יישומים שונים הוא נושא חשוב בתכנון הנדסי ותפעול ותחזוקה.
מנקודת מבט של ביצועי ליבה, חומרי גלגל ההנעה חייבים לעמוד בו זמנית במספר דרישות, כולל חוזק גבוה, עמידות בפני שחיקה, עמידות בפני עייפות והתאמה סביבתית. בין מצעי מתכת נפוצים, פלדת סגסוגת היא הבחירה המרכזית בשל התכונות המכאניות המקיפות המצוינות שלה-על ידי הוספת אלמנטים כגון כרום ומוליבדן, ניתן לשפר משמעותית את החוזק והקשיחות של החומר, מה שהופך אותו למתאים לתרחישי הנדסה של מכונות כבדות-ותדר{3}}גבוהות. ברזל רקיע, לעומת זאת, מצטיין ביציקות ושיכוך רעידות, ועלותו הנמוכה יחסית הופכת אותו לשימוש נפוץ בציוד חקלאי שבו דרישות דיוק מתונות מחייבות ייצור המוני.
עבור תנאי הפעלה קיצוניים, הכנסת ציפויים מיוחדים וחומרים מרוכבים מרחיבה עוד יותר את גבולות היישום. לדוגמה, בסביבות כרייה לחות וקורוזיביות, גלגלי הנעה שטופלו בניטריד משטח או חיפוי לייזר יכולים ליצור שכבה-גבוהה, עמידה בפני שחיקה-על פני המצע, תוך שיפור עמידות בפני קורוזיה. בתרחישי עומס קל-, מהירים-גבוהים, מבנים מרוכבים המשלבים פלסטיק הנדסי ותוספות מתכת הופכים פופולריים יותר ויותר, ושוקלים רק שליש עד-חצי ממשקל המתכות המסורתיות. זה מפחית ביעילות את צריכת אנרגיית ההעברה, ותכונות השימון העצמיות שלהם- מפחיתות את תדירות התחזוקה.
בחירת החומר חייבת להיות מותאמת היטב לפרמטרים תפעוליים ספציפיים: רמת העומס קובעת את ספי החוזק, מחזורי התחלה-עצירה תכופים או עומסי השפעה בודקים עמידות בפני עייפות, וטמפרטורת הסביבה וקורוזיביות המדיה מגבילות את טווח העמידות של החומר במזג האוויר. לדוגמה, בסביבות-טמפרטורות נמוכות, נדרשים חומרים בעלי קשיחות-בטמפרטורה נמוכה כדי למנוע שבר שביר; בתנאי טמפרטורה- גבוהים, יציבות תרמית חיונית למניעת ריכוך ועיוות. יתרה מכך, יש לשקול את היתרונות של-מחזור החיים-כמה חומרים בעלי ביצועים גבוהים- דורשים השקעה ראשונית גבוהה יותר, אך עמידותם בפני שחיקה יכולה להאריך את מחזורי ההחלפה פי כמה, וכתוצאה מכך תועלות כלכליות מעולות.
עם הפיתוח של טכנולוגיית הנדסת חומרים, כיוונים חדשניים כגון חומרים מרוכבים קלים-גבוהים וחומרי ריפוי-עצמיים חכמים מיושמים בהדרגה, ומספקים יותר אפשרויות לשדרוג ביצועי גלגל ההנעה. בעתיד, התאמת חומרים מדויקת המבוססת על נתוני מצב תפעול תהפוך לתמיכה חשובה לקידום תפעול יעיל של הציוד.
