La formula di Lewis permette il calcolo, in prima approssimazione, del modulo minimo di una ruota dentata. Il metodo di Lewis poggia su un'ipotesi estremamente semplificativa: il dente, infatti,viene considerato semplicisticamente come una mensola incastrata soggetta a flessione semplice per effetto dello sforzo trasmesso dall'unica coppia di denti in presa.
(1) per quanto rigurda la scelta della tensione
ammissibile si può dire che per veloctà periferiche piccole e
lavorazioni accurate si possono adottare valori uguali alla metà o anche
più del carico di rottura del materiale. Per costruzioni correntisi adottano
valori alquanto minori pari a 1/3 - 1/5 del carico di rottura.
E' difficilissimo, nel caso degli ingranaggi, stabilire un criterio generale
di scelta delle tensioni ammissibili, infatti le applicazioni di una ruota dentata
possono essere le più disparate. Consideriamo ad esempio i campi delle
costruzioni automobilistiche e delle macchine utensili.: è evidente che
il calcolo di organi meccanici, sia pure simili fra loro, differisce notevolmente
nei due casi. Nelle costruzioni automobilistiche infatti, essendo predominanti
i requisiti di elasticità e leggerezza si dovranno prevedere materiali
pregiati e tensioni di lavoro prossime a quelle di collasso; nelle macchine
utensili invece, prevalendo le esigenze di rigidezza ed essendo del tutto trascurabili
i requisiti di leggerezza, si potranno utilizzare materiali meno costosi con
tensioni di lavoro molto basse.
Il progetto di un organo meccanico pertanto non deve essere condotto sulla base
di dati di progetto desunti da tabelle più o meno attendibili, bensì
deve essere definito basandosi soprattutto sull'esperienza dedotta da costruzioni
analoghe realizzate in precedenza.
Con le avvertenze prima illustrate presentiamo ora una tabella che fornisce,
in via largamente approssimata, i valori delle tensioni ammissibili utilizzabili
con la formula di Lewis.
| Materiale | Tensione amm. [N/mm2] |
| G200 | 40-50 |
| FeG520 | 150 |
| Fe590 | 220 |
| C10 | 200 |
| C40 | 250 |
| 16CrNi4 | 420 |
| 38NiCrMo4 | 370 |
| G Cu Sn 10 | 70 |
| G Cu Sn 12 | 80 |
(2) il rapporto L/m è
definito come il rapporto tra la larghezza assiale L della ruota
e il modulo m della dentatura.
Valori orientativi di L/m
8-10 per ruote grossolane
20 per ruote di ottima precisione
(3) la costante A è utilizzata nella determinazione del fattore dinamico della riduzione del carico FRD che, indicata con v la velocità periferica della ruota espressa in m/s e misurata in corrispondenza della circonferenza primitiva, vale FRD = A/(A+v). Orientativamente il coefficiente A può essere posto pari a 3 m/s per ruote estremamente grossolane, e pari 10-15 m/s nel caso di ruote di ottima finitura
Per approfondire
| Autore | Titolo | Edizione | |
| R. Giovannozzi | Costruzione di Macchine vol. II | Patron | Il Maestro...insuperabile |
| P.Pierotti | Meccanica vol. 3 | Calderini | Ottimo testo didattico |
| G. Henriot | Ingranaggi-trattato teorico e pratico | Tecniche Nuove | La' bibbia' degli ingranaggi |