1. pengertian rack dan pinion gear - baixardoc
Post on 16-Oct-2021
11 Views
Preview:
TRANSCRIPT
1
Bahan Bacaan 4 : PENGEFRAISAN BATANG BERGIGI (RACK GEAR)
1. Pengertian Rack dan Pinion Gear
Pada rack gear ini salah satu bentuk giginya adalah lurus dan biasanya mempunyai sumbu
pitchnya lurus juga. Rack dan pinion gear berfungsi untuk mengubah gerak putar menjadi
gerak lurus atau sebaliknya mengubah gerak lurus menjadi gerak putar. biasanya pada
kecepatan yang lambat atau kecepatan putaran tangan. Gerak putar dari suatu engkol,
menggerakkan roda gigi pinion, roda gigi pinion menggerakkan batang bergerigi ini terdapat,
misalnya pada mesin bor, press, dan sebagainya. seperti gambar dibawah ini
Gambar 5. 1 bentuk rack gear gigi lurus dan miring
Standar ukuran gigi rack sama dengan standar ukuran roda gigi, karena gigi rack selalu
berpasangan dengan roda gigi, atau dapat dikatakan rack adalah roda gigi dengan radius tak
terhingga. Di sini jarak antara pusat dua gigi yang berdekatan pada garis tusuk aksial = axial
pitch = px. Bila tusuk pada roda gigi pinion (pt = transvese pitch) maka: px = pt = π . m.
2. Pengefraisan Roda Gigi Rack
Untuk pengefraisan roda gigi rack diperlukan langkah-langkah tertentu agar pembuatan
roda gigi yang dikerjakan pada mesin frais sesuai dengan rencana yang ditentukan.
Langkah-langkah pembuatan roda rack akan meliputi:
1. Penyiapan benda kerja termasuk penentuan dimensi
2. Pemasangan Benda kerja
3. Pemilihan, pemasangan dan setting pisau frais
4. Penentuan pitch dan kedalaman pemotongan
5. Pemotongan
1) Penyiapan Benda kerja
Pengefraisan roda gigi lurus dilakukan pada benda kerja dengan bentuk persegi.
Proses pembuatan roda gigi merupakan kelanjutan dari pekerjaan frais terutama
2
daklam menbuat bahan dasarnya (blank). Oleh karena itu diperlukan langkah cermat
dalam menyiapkan bahasn dasar melalui proses frais
Dalam proses pembuatan bahan awal rack, factor penting yang haris diperhatikan adalah
kelrataan, kelurusan dan ketegaklurusan masingmasing bidang . Ukuran bahan awal
dari roda gigi rack sangat tergantung dari fungsi dan kegunaannya, sehingga
dimungkinkan vareasi yang amat banyak.
Untuk pembuatan roda gigi rack dapat digunakan mesin frais horizontal, maupun
universal. Mesin tersebut harus dilengkapi dengan beberapa kelengkapan antara lain:
a) pisau frais dengan modul yang sama dengan modul giginya
b) alat-alat penjepit, klem dan alat-alat pembawa
c) alat-alat ukur, jangka sorong, jangka bengkok, penyiku dan lainnya
d) blok gores dan semacamnya
2) Pemasangan Benda Kerja
Dalam pengefraisan gigi rack, pencekaman benda kerja dapat dilakukan dengan
menjepit benda kerja pada ragum, menggunakan fixture dan dapat pula diklem
langsung di meja mesin.
Pada pencekaman dengan ragum, benda kerja dicekam melintang sebessar 90 0
terhadap meja. Sedangkan untuk pengefraisan dalam jumlah banyak dapat
dilakukan dengan menggunakan fixture guna mengurangi waktu setting.
Pencekaman dengan klem dapat dilakukan dengan dua klem yang didikatkan pada alur
T meja mesin frais., seperti gambar dibawah ini
Gambar 5. 2 pencekaman benda kerja pada meja mesin
3) Pemilihan, pemasangan dan pensetingan pisau frais
Dalam pemilihan, pemasangan dan pensetingan pisau pada pengefraisan rack pada
dasarnya sama dengan pemilihan, pemasangan maupun pensetingan pisau pada
pengefraisan roda gigi lurus.
4) Penentuan kedalaman pemotongan
3
Kedalaman pemotongan harus ditentukan dan merupakan bahan pertimbangan dalam
menseting pisau frais. Pada umunya kedalaman pemotongan untuk system modul
dan Diametral pitch dapat dihitung sebagi berikut:
Kedalaman pemotongan = 2,25 x modul, Sedangkan untuk system diametral pitch:
Kedalaman Pemotongan = 2.17 / DP
Cara menseting kedalaman pemotongan
a. Gerakkan meja hingga benda kerja yang telah dicekam pada tempatb yang akan
disayat berada pada posisis tengah di bawah pisau.
b. Tempelkan kertas tipis yang telah dibasahi pada permukaan benda kerja
c. Hidupkan mesin hingga pisau frais berputar dan siap menyayat
d. Dekatkan benda kerja menuju pisau frais hingga menyentuh kertas tipis.
e. Bila pisau telah menyentuh kertas tipis, hentikan mesin dan setinglah ukuran
pada angka nol
f. Bebaskan benda kerja dengan menggerakkan lurus dan naikkan sesuai jedalaman
yang disyaratkan
g. Lakukan pemakanan hingga tercapai kedalaman yang ditentukan dan jumlah gigi
yang ditentukan
5) Pemotongan Gigi
Setelah pemasangan benda kerja, pengecekan kelurusan pahat, penentuan speed dan
feed, setting dalam pemotoingan, siap maka langkah selanjutnya adalah operasional
pemotongan.
a. sayatlah gigi pertama dengan poemakanan otomatis dan aturlah langkah meja
sehingga akan berhenti apabila pahat telah sdsmapi di ujung benda kerja
b. Setelah satu kali penyatan telitilah ketepatan profil maupun ketepatan ukuran agar
dapat dilakukan perbaikan bila masih kurang
c. Lakukan pemakanan pada gigi ke tiga dan selanjutnya hingga selesai.
Pitch pada pengefraisan rack pada dasarnya sama dengan pitch pada penegfraisan rooda
gigi lurus. Pitch dapat dihitung dengan rumusan adalah Pitch = m x π mm.
Contoh 1 , Tentukan pergeseran meja frais pada pengefraisan rack (pitch) dengan
modul 2.
Penyelesaian:
Hitung besar jarak , Pitch = m x π = 2 x 3,14 = 6,28 mm
Untuk system diametral pitch, pitch dapat dihitung dengan rumus:
4
Pitch = π/ DP
Contoh 2, Tentukan pergeseran meja frais pada pengefraisan rack (pitch) pada jarak rack
= 12 DP
Penyelesaian:
3. Metoda pengefraisan batang gigi ( rack gear )
Sebagaimana prinsip kerja rack gear, yaitu Batang gigi berfungsi sebagai transmisi untuk
merubah gerak lurus menjadi gerak putar atau sebaliknya Batang gigi umumnya
berpasangan dengan roda gigi . Bentuk Alur gigi pada batang gigi ada yang lurus juga ada
yang miring terhadap sumbu melintang batang, seperti gambar dibawah ini :
Gambar 5. 3 Batang gigi merubah gerak lurus menjadi gerak putar
Penampang batang gigi berbentuk bulat Dalam pengefraisan batang gigi pembagian
pemotongan dapat dilakukan dengan menggeser meja sejauh π m dengan memutar
langsung spindel meja.
Gambar 5. 4 pengefraisan batang gigi dg menggeser langsung spindel meja
Untuk menggerakkan meja dapat juga dilakukan dengan menggunakan kepala pembagi yang
dihubungkan ke spindel meja dengan perantara roda gigi. Bila pada meja terpasang kepala
5
pembagi, maka meja tersebut tidak dapat digerakkan langsung, kecuali dengan memutar
engkol pada kepala pembagi., perhatikan gambar dibawah ini:
Gambar 5. 5 gerakkan meja dilakukan menggunakan kepala pembagi
Pada pengefraisan batang gigi lurus, yang pembagiannya digerakkan langsung oleh spindel,
panjang gerakkan m 25.11
32.27 atau m ..π= Untuk pengefraisan yang pembagiannya
menggunakan kepala pembagi, roda gigi transimisnya harus disesuaikan dengan hasil
perhitungan.
Gambar 5. 6 pengefraisan batang gigi lurus menggunakan kepala pembagi
Adapun Perhitungan rangkaian roda gigi, dpat menggunakan persamaan rumus sebagai
berikut :
Gambar 5. 7 Skema rangkaian roda gigi
6
Digerakkan
Penggerak
nK.Pt
iPwR
Digerakkan
Penggerak
z2.z4
z1.z3R
==
==
Sehingga persamaannya menjadi z2.z4.i
K.ptz1.z2.z3.nPw =
Dimana :
a) R = Rasio roda gigi
b) I = Rasio kepala pembagi
c) Pw = Pitch benda kerja
d) nK = Jumlah putaran engkol
e) Pt = Pitch poros transportir
Jumlah putaran engkol untuk setiap pergeseran (nk), dipilih berdasarkan roda gigi yang
tersedia pada unit kepala pembagi, perhatikan gambar dibawah ini :
Gambar 5. 8 Pergeseran (nk) ditentukan roda gigi yang tersedia
Hasil batang gigi yang baik adalah yang tepat terhadap roda gigi pinion sebagai pasangannya
atau gaugenya.
Dalam pembuatan batang gigi miring, terdapat dua macam Pitch yaitu Pitch normal (Pn) dan
Pitch yang diukur sejajar sumbu batang (Ps), perhatikan gambar dibawah ini
Besarnya Ps = β cos
Pn , dimanaβ = sudut kemiringan gigi.,
perhatikan gambar dibawah ini
7
Gambar 5. 9 Pitch normal (Pn) dan Pitch sejajar sumbu batang (Ps)
Contoh .1 Tentukan rangkaian gigi untuk pengefraisan batang gigi lurus bila diketahui :
I = Rasio kepala pembagi = 40
Pw = Pitch benda kerja = 3,14 mm
Pt = Pitch poros transporter = 6 mm
m = modul = 1
Jawab :
Kita hitung R = Rasio roda gigi nK= Jumlah putaran engkol dengan rumus sebagai berikut
44.25
27.32
6.11.25.10==
→=
40.32.27.1
10 diambilnK nK.Pt
i.Pw n
25.11
32.27 n =
Jadi Jumlah gigi yang dipasang pd rangkaian roda gigi adalah :
z1 = 32, z1 = 25, z3 = 72, z4= 44
Pada mesin frais dengan perlengkapan standar, jarang dijumpai roda gigi z=25. sebagai
gantinya dicari roda gigi lain yang tersedia misalnya z = 40. oleh karenanya, Jumlah putaran
engkol adalah
4044.40
72.32
6.11.5.16
1610.
=→==
==
2z 40.32.27.1
R Jadi
25
40 nK
Sebagai koreksi :, malka Pitch benda kerja
mm tz1.z2.nK.P
Pw 1418,340.44.40
6.16.27.32
.4.2===
izz
Hal tersebut menimbulkan Perbedaan senilai = 0,0018 mm setiap gigi
8
Contoh 2, Tentukan rangkaian roda gigi pada soal nomor 1 bila modul 1,25; 1,5 ; 1,75 ; 2,00
dan 2,5 mm.. untuk modul 2,5 mm hitunglah koreksinya.
Jawab :
Untuk m = 1 mm, R = 44.40
72.32
44.40
72.64
44.40
2,5.32.72 R 2,5 m
44.40
72.64
44.40
2,0.32.72 R 2,0 m
44.40
72.56
44.40
1,75.32.72 R 1,75 m
44.40
72.48
44.40
1,5.32.72 R 1,5 m
44
72
44.40
1,25.32.72 R 1,25 m
==→=
==→=
==→=
==→=
==→=
Untuk m = 2,5 mm, Pq = 2,5.π = 7,85398 mm
Selisih = 0,00056 mm setiap gigi
Contoh 3, Untuk pengefraisan batang gigi miring dengan modul normal
Mn = 2 mm. kemiringan gigi β = 19020’
Pt = 5 mm; i = 40 dan nk = 10
Tentukan rangkaian roda giginya ?
Jawab :
Cos β = Ps
Pn
9
z2.z4
z1.z3
28.24
56.64
28.24
112.32
24, dan 28 bilangan mengalikan dengan
1 . 1
4.1,3334
510
40.6,65873
Ps Pw nK.Pt
i.Pw R
mm 6,65873 94360
1415932
β Cos
Pn Ps
===
==
=→=
===
.
,
,.
Koreksi : mm 6,66666 402428
56.64.10.5
z2.z4.i
nk.Pt z1.z3. Pw ===
..
selisih = 0,00793 mm setiap gigi
Contoh 4, Pada pembuatan skala nominus suatu alat ukur yang mempunyai ketelitian 0,05
mm, dibuatlah skala yang panjangnya = 19 mm terdiri dari 20 bagian.
Digunakan mesin frais yang mempunyai Pt = 5 mm dan kepala pembagi i = 40
Tentukan :
a) Rangkaian roda gigi
b) Jumlah putaran engkol kepala pembagi (nk)
Jawab :
Suatu bagian nominus besarnya = mm 0,95 20
19=
Perhitungan rangkaian roda gigi, bila (Pw = 0,01 mm) = (nk = 1/20)
.5
40.0,01
nk.Pt
i.Pw R
201
==
z2
z1
40
64
4
8
51
2001040
===
=.
.,.
Untuk menggerakkan meja sejauh 0,85 mm, engkol diputar sebanyak 95010
950=
,
, jarak
lubang pada plat index yang berlubang pada plat yang berlubang 20.
10
Jadi nk = 20
154
20
95+=
Artinya = 4 kali putar engkol ditambah 15 jarak lubang pada plat index 20.
Maka langkah langkah pembuatan Batang Gigi Lurus
Latihan no.1
Direncanakan pembuatan Batang Gigi Lurus, dengan data data sebagai berikut
M = 1,75 mm; dan Pt = 6 mm, ratio i = 40
Maka langkah langkah nya sebagai berikut :
1) Hitung harga Pitch benda kerja
Pw = ∏ . 1,75
= 5,4977 mm
= 5,5 mm
2) Selanjutnya dalam proses Pembagian bisa di lakukan tanpa menggunakan kepala
pembagi, melainkan langsung dengan skala spindel meja., perhatikan gambar dibawah
ini :
Gambar 5. 10 proses Pembagian langsung dengan skala spindel meja
3) Siapkan mesin frais Universal dan pasang benda kerja pada meja mesin juga pasang
pisau frais modul 1,75 mm (m = 1.75).
Gambar 5. 11 Cekam benda kerja dengan klem pada meja mesin
top related