La capacidad de un engrane se mide en términos de la resistencia transversal del diente y la durabilidad de la superficie contra el desgaste por picadura. Las expresiones para calcular los esfuerzos transversales y superficiales se iniciaron con fórmulas de Lewis-Buckigham y en la actualidad se extienden hasta las más recientes fórmulas de la AGMA (American Gear Manufacturers Association).
Las fórmulas de Lewis para el análisis de la resistencia transversal, ahora convertida en una referencia histórica, sirve para ilustrar los fundamentos en los que se basan las fórmulas actuales. En la fórmula de Lewis, un diagrama del diente muestra a la carga de forma que se supone aplicada en la punta con base en lo anterior, lewis demostró que la resistencia transversal se expresa como Wb=FSY/Pd, en donde F, ancho de la cara S, esfuerzo permisible en el material del engrane Y, factor de forma de Lewis Pd, paso Diametral.
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