MAKALAH ELEMEN MESIN II

“PENGGUNAAN RODA GIGI PADA PESAWAT TERBANG”

Dosen Pengampu:

Catur Pramono, S.T., M.Eng.

Disusun oleh:

Irvan Usman Nur Rais (1510502006)

Ahmad Bashori (1510502004)

Laelan Farikh Aoladi (1510502005)

Abdullah Labib (1510502007)

Alfauzan Sofiafat N (1510502010)

Ari Aprianto (1510502011)

Rofik Munanjar (1510502012)

Ari Bagaskara (1510502013)

Tegar Adi Prabowo (1510502014)

PROGRAM STUDI S1 TEKNIK MESIN

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS TIDAR

2017

ii

KATA PENGANTAR

Puji syukur saya ucapkan atas kehadirat Allah SWT, karena dengan rahmat dan

karunia-Nya kami masih diberi kesempatan untuk menyelesaikan tugas makalah ini.

Makalah ini disusun agar pembaca dapat memperluas ilmu tentang penggunaan roda gigi

khusunya pada pesawat terbang, yang saya sajikan berdasarkan materi yang telah kami

peroleh pada mata kuliah elemen mesin II. Dengan penuh kesabaran makalah ini dapat

terselesaikan. Semoga makalah ini dapat bermanfaat bagi mahasiswa, khususnya pada diri

saya sendiri dan semua yang membaca laporan ini, dan mudah-mudahan juga dapat

memberikan wawasan yang lebih luas kepada pembaca.

Dalam penyelesaian tugas ini kami banyak menerima bantuan dan dukungan dari

banyak pihak, dan kesempatan ini kami berterimakasih kepada :

1. Kedua orang tua kami yang telah memberikan kasih sayang dan dukungan baik

Moril maupun Materiil sehingga kami dapat menyelesaikan makalah ini.

2. Dosen mata kuliah elemen mesin II, Bapak Catur Pramono, S.T., M.Eng.

3. Pihak-pihak yang terkait dalam pembuatan makalah ini.

Akhir kata kami sebagai penulis berharap semoga laporan ini dapat bermanfaat bagi para

pembaca. Dari kami mungkin masih ada kekurangan dan kesalahan, oleh karena itu kritik dan

saran yang sifatnya membangun sangat kami harapkan demi kesempurnaan praktik ini.

Magelang, 7 April 2017

Penyusun

iii

DAFTAR ISI

KATA PENGANTAR ................................................................................... ii

DAFTAR ISI ................................................................................... iii

BAB I. PENDAHULUAN ................................................................................... 1

1.1. Latar Belakang ................................................................................... 1

1.2. Rumusan Masalah ................................................................................... 1

1.3. Tujuan Penulisan ................................................................................... 1

BAB II. PEMBAHASAN ................................................................................... 2

1.1. Definisi Roda Gigi ................................................................................... 2

2.2. Klasifikasi Roda Gigi ................................................................................... 2

2.3. Aplikasi Roda Gigi Pada Pesawat Terbang .............................................. 13

BAB III. PENUTUP ................................................................................... 17

3.1. Kesimpulan ................................................................................... 17

DAFTAR PUSTAKA ...................................................................................18

1

BAB I

PENDAHULUAN

1.1.Latar Belakang

Roda gigi saat ini sudah mengalami perkembangan yang sangat pesat,jauh dibandingkan

pada saat awal mula ditemukannya yang hanya terbuat dari kayu dan disisipi gigi.Roda gigi

dibuat dengan tujuan agar mengurangi gejala slip yang berakibat berkurangnya transmisi

gerakan dan tenaga pada suatu shaft dari system.

Seiring perkembangan teknologi,roda gigi telah banyak mengalami perubahan,baik dari

segi geometri maupun bahannya yg telah disesuaikan pada kegunaan roda gigi tersebut.Ada

banyak tipe roda gigi yang dipergunakan dalam mesin-mesin pada kehidupan sehari-hari, tapi

yang akan dibahas kali ini adalah penggunaan roda gigi pada pesawat terbang.

Pada makalah ini penulis akan mengulas tentang aplikasi pemakaian roda gigi yang telah

banyak dipergunakan dalam mesin-mesin pesawat terbang.

1.2.Rumusan Masalah

Adapun permasalahan yang sering ditemui dalam aplikasinya adalah:

1. Apakah yang dimaksud dengan roda gigi tersebut?

2. Bagaimana klasifikasi roda gigi?

3. Bagaimana aplikasi roda gigi pada mesin pesawat terbang?

1.3.Tujuan Penulisan

1. Pembaca mengetahui definisi tentang roda gigi.

2. Pembaca mengetahui jenis – jenis roda gigi.

3. Pembaca dapat memahami aplikasi roda gigi pada mesin pesawat terbang.

2

BAB II

PEMBAHASAN

2.1.Definisi Roda Gigi

Definisi roda gigi adalah salah satu bentuk sistem transmisi yang mempunyai fungsi

mentransmisikan gaya, membalikkan putaran, mereduksi atau menaikkan putaran/ kecepatan.

Umumnya roda gigi berbentuk silindris, di mana di bagian tepi terdapat bentukan-bentukan

yang menyerupai (mirip) gigi ( bergerigi ).

Konstruksi roda gigi mempunyai prinsip kerja berdasarkan pasangan gerak.Bentuk gigi

dibuat untuk menghilangkan keadaan slip,sehingga penyaluran putaran dan daya dapat

berlangsung dengan baik.

Selain itu dapat dicapai kecepatan keliling (Vc) yang sama pada lingkaran singgung

sepasang roda gigi. Lingkaran singgung ini disebut lingkaran pitch atau lingkaran tusuk yang

merupakan lingkaran khayal pada pasangan roda gigi, tapi berperan penting dalam

perencanaan konstruksi roda gigi. Pada sepasang roda gigi maka perlu diperhatikan, bahwa

jarak lengkung antara dua gigi yang berdekatan (pitch) pada kedua roda gigi harus sama,

sehingga kaitan antara gigi dapat berlangsung dengan baik. Bentuk lengkung pada suatu

profil gigi, tidak dapat dibuat semaunya, melainkan mengikuti kurva-kurva tertentu yang

dapat menjamin terjadinya kontak gigi dengan baik.

2.2.Klasifikasi Rodagigi

Rodagigi diklasifikasikan sebagai berikut :

Menurut letak poros.

Menurut arah putaran.

Menurut bentuk jalur gigi

3

2.2.1. Menurut Letak Poros

Menurut letak poros maka rodagigi diklasifikasikan seperti tabel berikut :

Letak Poros Rodagigi Keterangan

Rodagigi

dengan poros

sejajar

Rodagigi lurus

Rodagigi miring

Klasifikasi atas dasar

bentuk alur gigi

Rodagigi miring ganda

Rodagigi luar

Rodagigi dalam dan pinion

Batang gigi dan pinion

Arah putaran berlawanan

Arah putaran sama

Gerakan lurus dan

berputar

Rodagigi

dengan poros

berpotongan

Rodagigi kerucut lurus

Rodagigi kerucut spiral

Rodagigi kerucut zerol

Rodagigi kerucut miring

Klasifikasi atas dasar

bentuk jalur gigi

Rodagigi kerucut miring ganda

Rodagigi permukaan dengan poros

berpotongan

Rodagigi dengan poros

berpotongan berbentuk

istimewa

Rodagigi

dengan poros

silang

Rodagigi miring silang

Batang gigi miring silang

Kontak gigi

Gerak lurus dan berputar

Rodagigi cacing silindris

Rodagigi cacing selubung ganda

Rodagigi cacing samping

Rodagigi hiperboloid

Rodagigi hipoid

Rodagigi permukaan silang

4

2.2.2. Menurut arah putaran

Menurut arah putarannya, rodagigi dapat dibedakan atas :

Rodagigi luar ; arah putarannya berlawanan.

Rodagigi dalam dan pinion ; arah putarannya sama

2.2.3. Menurut bentuk jalur gigi

Berdasarkan bentuk jalur giginya, roda gigi dapat dibedakan atas :

2.2.3.1 Roda gigi Lurus

Roda gigi lurus digunakan untuk poros yang sejajar atau

paralel. Dibandingkan dengan jenis roda gigi yang lain rodagigi lurus

ini paling mudah dalam proses pengerjaannya (machining) sehingga

harganya lebih murah. Rodagigi lurus ini cocok digunakan pada sistim

transmisi yang gaya kelilingnya besar, karena tidak menimbulkan gaya

aksial.

Gambar 2.1 Rodagigi Lurus

Ciri-ciri rodagigi lurus adalah :

1. Daya yang ditransmisikan < 25.000 Hp

2. Putaran yang ditransmisikan < 100.000 rpm

3. Kecepatan keliling < 200 m/s

4. Rasio kecepatan yang digunakan

Untuk 1 tingkat ( i ) < 8

Untuk 2 tingkat ( i ) < 45

Untuk 3 tingkat ( i ) < 200

( i ) = Perbandingan kecepatan antara penggerak dengan yang

digerakkan

5

5. Efisiensi keseluruhan untuk masing-masing tingkat 96% - 99%

tergantung disain dan ukuran.

Jenis-jenis rodagigi lurus antara lain :

1. Rodagigi lurus (external gearing)

Roda gigi lurus (external gearing) ditunjukkan seperti gambar

2.2. Pasangan roda gigi lurus ini digunakan untuk menaikkan atau

menurunkan putaran dalam arah yang berlawanan.

Gambar 2.2 Roda gigi Lurus Luar

2. Roda gigi dalam (internal gearing)

Roda gigi dalam dipakai jika diinginkan alat transmisi yang

berukuran kecil dengan perbandingan reduksi besar.

3. Roda gigi Rack dan Pinion

Roda gigi Rack dan Pinion (gambar 2.3) berupa pasangan

antara batang gigi dan pinion rodagigi jenis ini digunakan untuk

merubah gerakan putar menjadi lurus atau sebaliknya.

Gambar 2.3 Roda gigi Rack dan Pinion

6

4. Roda gigi permukaan

Roda gigi lurus permukaan (gambar 2.4) memiliki dua sumbu

saling berpotongan dengan sudut sebesar 90.

Gambar 2.4 Roda gigi Permukaan

2.2.3.2 Roda gigi Miring

Roda gigi miring (gambar 2.5) kriterianya hampir sama dengan

roda gigi lurus, tetapi dalam pengoperasiannya rodagigi miring lebih

lembut dan tingkat kebisingannya rendah dengan perkontakan antara

gigi lebih dari 1.

Gambar 2.5 Roda gigi Miring

Ciri-ciri roda gigi miring adalah :

1. Arah gigi membentuk sudut terhadap sumbu poros.

2. Distribusi beban sepanjang garis kontak tidak uniform.

3. Kemampuan pembebanan lebih besar dari pada roda gigi lurus.

4. Gaya aksial lebih besar sehingga memerlukan bantalan aksial

dan roda gigi yang kokoh.

7

Jenis-jenis roda gigi miring antara lain :

1. Roda gigi miring biasa

Gambar 2.6 Roda gigi Miring Biasa

2. Roda gigi miring silang

Gambar 2.7 Rodagigi Miring Silang

3. Roda gigi miring ganda

Gambar 2.8 Roda gigi Miring Ganda

4. Roda gigi ganda bersambung

8

Gambar 2.9 Roda gigi Ganda Bersambung

2.2.3.3 Roda gigi Kerucut

Roda gigi kerucut (gambar 2.10) digunakan untuk

mentransmisikan 2 buah poros yang saling berpotongan.

Gambar 2.10 Roda gigi Kerucut

Jenis-jenis roda gigi kerucut antara lain :

1. Roda gigi kerucut lurus

Gambar 2.11 Roda gigi Kerucut Lurus

9

2. Roda gigi kerucut miring

Gambar 2.12 Roda gigi Kerucut Miring

3. Roda gigi kerucut spiral

Gambar 2.13 Roda gigi Kerucut Spiral

4. Roda gigi kerucut hypoid

Gambar 2.14 Roda gigi Kerucut Hypoid

2.2.3.4 Roda gigi Cacing

Ciri-ciri roda gigi cacing adalah:

1. Kedua sumbu saling bersilang dengan jarak sebesar a, biasanya

sudut yang dibentuk kedua sumbu sebesar 90.

2. Kerjanya halus dan hampir tanpa bunyi.

10

3. Umumnya arah transmisi tidak dapat dibalik untuk menaikkan

putaran dari roda cacing ke cacing (mengunci sendiri).

4. Perbandingan reduksi bisa dibuat sampai 1 : 150.

5. Kapasitas beban yang besar dimungkinkan karena kontak

beberapa gigi (biasanya 2 sampai 4).

6. Rodagigi cacing efisiensinya sangat rendah, terutama jika sudut

kisarnya kecil.

Batasan pemakaian rodagigi cacing adalah:

a) Kecepatan rodagigi cacing maksimum 40.000 rpm

b) Kecepatan keliling rodagigi cacing maksimum 69 m/s

c) Torsi rodagigi maksimum 70.000 m kgf

d) Gaya keliling rodagigi maksimum 80.000 kgf

e) Diameter rodagigi maksimum 2 m

f) Daya maksimum1.400 Hp

Peningkatan pemakaian rodagigi cacing seperti gambar 2.15,

dibatasi pada nilai i antara 1 sampai dengan 5, karena dengan ini bisa

digunakan untuk mentransmisikan daya yang besar dengan efisiensi

yang tinggi dan selanjutnya hubungan seri dengan salah satu tingkat

rodagigi lurus sebelum atau sesudahnya untuk dapat mendapat reduksi

yang lebih besar dengan efisiensi yang lebih baik.

Gambar 2.15 Roda gigi Cacing

Pemakaian dari roda gigi cacing meliputi: gigi reduksi untuk

semua tipe transmisi sampai daya 1.400 Hp, diantaranya pada lift,

motor derek, untuk mesin tekstil, rangkaian kemudi kapal, mesin bor

vertikal, mesin freis dan juga untuk berbagai sistim kemudi kendaraan.

11

Adapun bentuk profil dari rodagigi cacing ditunjukkan seperti pada

gambar 2.16 :

N-worm E-worm K-worm H-

worm

i ii iii iv

Gambar 2.16 Profil Roda gigi Cacing

1. N-worm atau A-worm

Gigi cacing yang punya profil trapozoidal dalam bagian

normal dan bagian aksial, diproduksi dengan menggunakan

mesin bubut dengan pahat yang berbentuk trapesium, serta tanpa

proses penggerindaan.

2. E-worm

Gigi cacing yang menunjukkan involut pada gigi miring

dengan antara 87sampai dengan 45o .

3. K-worm

Gigi cacing yang dipakai untuk perkakas pahat mempunyai

bentuk trapezoidal, menunjukkan dua kerucut.

4. H-worm

Gigi cacing yang dipakai untuk perkakas pahat yang berbentuk

cembung.

12

Tipe-tipe dari penggerak rodagigi cacing antara lain :

a. Cylindrical worm gear dengan pasangan gigi globoid

Gambar 2.17 Cylindrical Worm Gear Dengan

Pasangan Gigi Globoid

b. Globoid worm gear dipasangkan dengan roda gigi lurus

Gambar 2.18 Globoid Worm Gear Dipasangkan

Dengan Roda gigi Lurus

c. Globoid worm drive dipasangkan dengan roda gigi globoid

Gambar 2.19 Globoid worm drive

dipasangankan dengan roda gigi globoid

d. Rodagigi cacing kerucut dipasangkan dengan roda gigi kerucut

globoid yang dinamai dengan rodagigi spiroid (gambar 2.20)

13

Gambar 2.20 Roda gigi cacing kerucut

dipasangkan dengan roda gigi kerucut globoid

2.3. Aplikasi Roda Gigi pada Pesawat Terbang

2.3.1. Pesawat T34C-1 Charlie menggunakan turboprop engine PT6A-25 dan

pesawat DHC-6 Twin Otter menggunakan turboprop engine PT6A-27.

Penggunaan roda gigi pada pesawat jenis ini yakni pada :

a. Power Turbine

Fungsinya mengubah energi panas untuk memutar shaft power

turbine yang menggunakan reduction gear box melalui putaran shaft

tersebut sehingga dapat menggerakan propeller/baling-baling. Roda

gigi yang digunakan pada power turbine untuk menggerakan shaft

power turbine yaitu sun gears.

Gambar 2.21. Roda gigi lurus pada power turbine

b. Batang propeller / baling-baling

Fungsinya untuk menghasilkan gaya dorong (thrust) bagi

pesawat bermesin turboprop, yang dihasilkan dari energi yang

14

diekstrasikan dari putaran power turbine yang memutar shaft power

turbine dan reduction gearbox sehingga memutar propeller. Roda gigi

yang digunakan pada reduction gearbox yaitu roda gigi lurus yang

digunakan untuk mengubah RPM tinggi.

Gambar 2.22. Roda gigi lurus pada batang baling-baling

2.3.2. Helicopter Lynx menggunakan mesin turboshaft GEM/RR 1004

bertenaga 900 shp dan Helicopter Sea King menggunakan mesin

turboshaft Gnome 1.660 shp (1.238 kW).

Penggunaan roda gigi pada mesin turboshaft yang digunakan pada

helikopter yaitu pada:

a. Reduction gearbox

Reduction gearbox yang dihubungkan langsung dengan power

turbine untuk memutar propeller shaft/batang baling-baling. Roda gigi

yang digunakan pada reduction gearbox ini adalah roda gigi lurus.

15

Gambar 2.23. Roda gigi lurus pada reduction box mesin helikopter

b. Roda gigi bevel juga digunakan pada jenis helikopter tertentu,

digunakan untuk merubah arah putaran dari power turbin yaitu vertikal

menjadi horizontal yang diteruskan ke-shaft propeller/baling-baling.

Gambar 2.24. Roda gigi bevel pada baling-baling helikopter

http://4.bp.blogspot.com/_fuYFqFOuPc4/SfRrpefwPsI/AAAAAAAAAK0/CHJvKEFXFw4/s1600-h/pt6a-schema+turbo+shaft.gifhttp://4.bp.blogspot.com/_fuYFqFOuPc4/SfRrpefwPsI/AAAAAAAAAK0/CHJvKEFXFw4/s1600-h/pt6a-schema+turbo+shaft.gif

16

2.3.3. Pesawat Light Aircraft menggunakan engine piston.

Penggunaan roda gigi pada pesawat ini mirip seperti yang digunakan

pada sepeda motor. Seperti pada gambar dibawah ini:

Gambar 2.25. Roda gigi lurus pada piston engine pesawat light aircraft

Pada nomor 1, 2, dan 3, ditunjukan pada bagian mesin pesawat

light aircraft yang menggunakan piston engine. Roda gigi yang

digunakan yakni roda gigi lurus.

Gambar 2.26. Roda gigi lurus pada piston engine pesawat light aircraft

17

BAB III

PENUTUP

3.1. Kesimpulan

Roda gigi adalah suatu benda berbentuk silindris, di mana di bagian tepinya terdapat

profil yang menyerupai gigi. Ada beberapa macam bentukan profil roda gigi. Di

antaranya roda gigi silindris, roda gigi payung, roda gigi cacing, dan bentukkan khusus

lainnya. Setiap macam bentukan memeiliki fungsi dan karakteristik yang berbeda beda.

Namun pada intinya berfungsi mentransmisikan gaya dan merubah arah putaran. Terdapat

fungsi lain roda gigi salah satunya untuk menaikkan atau menurunkan putaran

(kecepatan).

18

DAFTAR PUSTAKA

Green, W. and Cross, R.The Jet Aircraft of the World (1955). London: MacDonald

Van Sickle, Neil D. et al. (1999). "Turboprop Engines". Van Sickle's modern airmanship.

McGraw-Hill Professional. p. 205. ISBN 978-0-07-069633-4.

Wikipedia.(2017, 31 Januari).Turboprop. https://id.wikipedia.org/wiki/Turboprop

(diakses pada 7 april 2017)

Wikipedia.(2017, 31 Januari).Turboshaft.

https://id.wikipedia.org/wiki/Mesin_Turboshaft (diakses pada 7 april 2017)

Wikipedia.(2016, 10 Oktober). Mesin Pesawat Terbang.

https://id.wikipedia.org/wiki/Mesin_pesawat_terbang (diakses pada 7 April

2017)

https://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Neil_D._Van_Sickle&action=edit&redlink=1http://books.google.com/books?id=Ol-KVtOk_ZEC&pg=PA205https://id.wikipedia.org/wiki/International_Standard_Book_Numberhttps://id.wikipedia.org/wiki/Istimewa:Sumber_buku/978-0-07-069633-4https://id.wikipedia.org/wiki/Turboprop%20(diakseshttps://id.wikipedia.org/wiki/Turboprop%20(diakseshttps://id.wikipedia.org/wiki/Mesin_Turboshaft%20(diakseshttps://id.wikipedia.org/wiki/Mesin_Turboshaft%20(diakseshttps://id.wikipedia.org/wiki/Mesin_pesawat_terbang