FTI Teknik Mesin ITATS
BAB I
PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang.
Tugas Perencanaan Mesin ini merupaan Tugas yang diberikan guna
melengkapi nilai tugas mahasiswa pada Jurusan Teknik Mesin, Fakultas
Induatri Institut Teknologi Adhi Tama Surabaya, pada Jenjang Sarjana. Selain
itu bahwa dalam tugas ini berguna untuk meningkatkan kemampuan
mahasiswa Teknik Mesin terutama dibidang Teknik.
Dalam Perencanaan Mesin kali ini, mencoba mengangkat permasalahan
tentang Gearbox. Gearbox merupakan suatu komponen dari suatu mesin yang
berupa rumah untuk roda gigi. Komponen ini harus memiliki konstruksi yang
tepat agar dapat menempatkan poros-poros roda gigi pada sumbu yang benar
sehingga roda gigi dapat berputar dengan baik dengan sedikit mungkin
gesekan yang terjadi.
Selain harus memiliki konstruksi yang tepat, terdapat beberapa kriteria
yang harus dipenuhi oleh komponen ini yaitu dapat meredam getaran yang
timbul akibat perputaran dan gesekan antar roda gigi.
Dari kesulitan konstruksi yang disyaratkan dan pemenuhan kriteria yang
dibutuhkan, maka kami bermaksud membuat produk tersebut sebagai objek
pembuatan Tugas Perencanaan Elemen Mesin. Pembuatan produk tersebut
dengan memperhatikan spesifikasi yang diinginkan.
1.2.Maksud dan Tujuan
Disamping untuk memenuhi kurikulum S1 Jurusan Teknik Mesin
ITATS,tugas ini juga dimaksudkan :
a. Agar mahasiswa dapat menerapkan teori yang diperoleh dari
perkuliahan sehingga dapat menerapkan secara langsung
dilapangan.
b. Agar mahasiswa dapat mengetahui hal-hal yang berkaitan dengan
permasalahan pada perencanaan Gearbox, seperti gaya-gaya pada
roda gigi reaksi pada poros dan yang lainnya.
Perencanaan Elemen Mesin Gear Box 1
FTI Teknik Mesin ITATS
c. Menyiapkan mahasiswa menjadi anggota masyarakat yang
memiliki kemampuan akademik yang dapat menerapkan,
mengembangkan dan menciptakan ilmu pengetahuan dan
teknologi.
d. Mengembangkan ilmu pengetahuan dan teknologi serta
mengupayakan penggunaan Gearbox untuk meningkatkan taraf
hidup masyarakat kearah yang lebih baik.
1.1.Batasan Masalah.
Karena dalam masalah perencanaan roda gigi adalah sangat luas,
menyangkut berbagai macam disiplin ilmu, maka dilakukan pembatasan
permasalahan. Permasalahan yang akan dibahas pada perencanaan elemen
mesin tentang roda gigi transmisi ini antara lain:
a. Perencanaan Roda Gigi.
b. Perencanaan Poros.
c. Perencanaan Pasak.
d. Perencanaan Bantalan.
e. Perencanaan Pelumasan.
1.4. Sistematika Penulisan.
Dalam penulisan perencanaan Gear Box disajikan dalam bentuk Bab per
Bab yang kemudian diuraikan dalam sub Bab. Adapun Bab-bab yang ada secara
garis besar adalah sebagai berikut :
Perencanaan Elemen Mesin Gear Box 2
FTI Teknik Mesin ITATS
BAB I : PENDAHULUAN
Berisi tentag latar belakang, maksud dan tujuan, batasan masalah, metode
pengambilan data dan sistematika penulisan.
BAB II : DASAR TEORI
Berisi tentang jenis-jenis roda gigi, rumus dasar roda gigi, poros, bahan dasar
poros, pasak, bantalan dan systempelumasan.
BAB III : MEKANISME SISTEM TRANSMISI
Berisi tentang gambar sket perencanaan sistem transmisi
BAB IV : PEMBAHASAN SISTEM TRANSMISI
Berisi tentang perhitungan perencanaan sistem transmisi perhitungan
pertencanaan poros, perhitungan pertencanaan pasak, perhitungan pertencanaan
bantalan dan perhitungan pertencanaan pelumasan.
BAB V : PENUTUP
Berisi tentang kesimpulan hasil perencanaan sistem transmisi dan saran.
DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN-LAMPIRAN
BAB II
DASAR TEORI
2.1. Roda Gigi
Perencanaan Elemen Mesin Gear Box 3
FTI Teknik Mesin ITATS
Pada dasarnya sistem transmisi roda gigi merupakan pemindahan
gerakan putaran dari satu poros ke poros yang lain hampir terjadi disemua
mesin. Roda gigi merupakan salah satu yang terbaik antara sarana yang ada
untuk memindahkan suatu gerakan. Roda gigi dikelompokkan menurut letak
poros putaran atau berbentuk dari jalur gigi yang ada. Keuntungan dari
penggunaan sistem transmisi diantaranya :
1. dapat dipakai untuk putaran tinggi maupun rendah
2. kemungkinan terjadinya slip kecil
3. tidak menimbulkan kebisingan
Adapun klasifikasi dari roda gigi antara lain :
2.1.1. Roda gigi lurus (Spur gear)
Roda gigi lurus dipakai untuk memindahkan gerakan putaran
antara poros-poros yang sejajar. Yang biasanya berbentuk silindris dan
gigi-giginya adalah lurus dan sejajar dengan sumber putaran. Pengunaan
roda gigi lurus karena putarannya tidak lebih dari 3600 rpm dan kecepatan
keliling tidak lebih dari 5000 ft/menit. Ini tidak mutlak, spur gear dapat
juga dipakai pada kecepatan diatas batas-batas tersebut.
2.1.2. Roda gigi miring (Helical gear)
Roda gigi miring dipakai untuk memindahkan putaran antara
poros-poros yang sejajar. Sudut kemiringan adalah sama pada setiap roda
gigi, tetapi satu roda gigi harus mempunyai kimiringan ke sebelah kanan
Perencanaan Elemen Mesin Gear Box 4
FTI Teknik Mesin ITATS
dan yang lain ke kiri. Roda gigi ini mampu memindahkan putaran lebih
dari 3600 rpm dan kecepatan keliling lebih dari 5000 ft/menit.
2.1.3. Roda gigi cacing (Worm gear)
Roda gigi cacing dipakai untuk memindahkan putaran antara poros
yang tegak lurus bersilang. Susunan roda gigi cacing biasanya mempunyai
penutup tunggal atau ganda, suatu susuna roda gigi berpenutup tunggal
adalah sesuatu dimana roda gigi dibungkus penuh atau sebagian oleh gigi
cacing, sebuah roda gigi dimana setiap elemen ditutup sebagian oleh yang
lain adalah susunan roda gigi cacing berpenutup ganda.
2.1.4 Roda gigi kerucut (Bevel gear)
Roda gigi kerucut dipakai untuk memindahkan gerakan atau
putaran antara poros yang berpotongan. Walaupun roda-roda gigi kerucut
biasanya dibuat untuk sudut poros 90°, roda-roda gigi ini biasanya untuk
semua ukuran sudut.
Perencanaan Elemen Mesin Gear Box 5
FTI Teknik Mesin ITATS
gambar 2.1.4 bevel gear
2.1.5. Screw gear
Jenis roda gigi ini trediri dari dua buah helical gear wheel yang
merupakan kombinasi sederhana untuk memindahkan gaya maupun torsi
poros yang membentuk sudut-sudut tertentu.
2.1.6 Hypoid gear
Hypoid gear bentuknya hampir menyerupai spiral bevel gear,
namun perbedaannya terletak pada pitch yang lebih hiperbolid
dibandingkan dengan cousenya dan menoperasikannya lebih lembut dan
tenang.
Perencanaan Elemen Mesin Gear Box 6
FTI Teknik Mesin ITATS
2.2. Rumus Dasar Roda Gigi
Dalam perencanaan ini saya menggunakan jenis roda gigi lurus karena
ada beberapa pertimbangan yaitu :
# Dilihat dari poros, karena sejajar maka yang paling cocok dipergunakan
adalah roda gigi lurus.
# Karena daya dan putaran relative rendah, maka lebih cocok bila
menggunakan roda gigi lurus.
Adapun rumus dasar yang berhubungan dengan perencanaan roda gigi
antara lain sebagai berikut :
a. Diameter Pitch Circle (P)
Rumus dari buku deutschman hal 521
P = Nt/d (in) ........................................................... ( 1 )
Dimana :
P = Diameter
d = Diameter roda gigi
Nt = Jumlah gigi
b. Perbandingan Kecepatan (rv)
Rumus dari buku deutschman hal 525
Rv = w2 = Ntp = d1= n2 ........................................... ( 2 )
w1 Ntg d2 n1
Dimana :
n1,n2 = putaran roda gigi (rpm)
Nt1,Nt2 = jumlah gigi (buah)
d1,d2 = diameter roda gigi (inc)
c. Jarak Poros (C)
Rumus dari buku deutschman hal 528
C = d1+d2 (in) .................................................. ( 3 )
2
C = jarak poros antara dua roda gigi
Perencanaan Elemen Mesin Gear Box 7
FTI Teknik Mesin ITATS
d = diameter roda gigi
d. Kecepatan Pitch Line / Garis Kontak (Vp)
Rumus dari buku deutschman hal 563
Vp = π .d.n (ft/mnt) ............................................. ( 4 )
12
Dimana :
Vp = kecepatan putaran
e. Torsi Yang Bekerja
T = 63000.N daya .................................................. ( 5 )
n
dimana :
T = torsi yang bekerja
N daya = daya motor
n = putaran input
f. Gaya-gaya pada Roda Gigi
• Gaya radial (Fr)
Fr = Fn.Sinθ = Fn.Cosθ ........................................ ( 6 )
Perencanaan Elemen Mesin Gear Box 8
FTI Teknik Mesin ITATS
• Gaya normal (Fn)
Fn = Ft
Cosθ
• Gaya tangensial (Ft)
Ft = 2T ................................................................... ( 7 )
D
• Gaya dinamis (Fd)
Fd = 600+Vp . Ft ................................................... ( 8 )
600
Untuk 0<Vp<2000 ft/menit
Fd = 1200+Vp .Fp
1200
Untuk 2000<Vp<4000 ft/menit
Fd = 78+ √ Vp .Ft
78
Dimana :
T = Torsi (lbm)
n = Putaran (rpm)
Ft = Gaya tangensial (lb)
Fn = Gaya normal (lb)
Fd = Gaya dinamis (lb)
Fr = Gaya radial (lb)
a. Lebar Gigi (b)
Rumus dari buku deutschman hal 584
b = Fd ...................................................... ( 9 )
d1.Q K
Q= 2.d2
d1+d2
Dimana :
b = Lebar gigi (in)
Fd = Gaya dinamis (in)
d1 = diameter pinion
Perencanaan Elemen Mesin Gear Box 9
FTI Teknik Mesin ITATS
d2 =diameter gear
Q = Perbandingan roda gigi
K = Faktor pembebanan
b. Syarat Keamanan Roda Gigi
9 ≤ b ≤ 13
p p
c. Evaluasi Kekuatan Gigi (Persamaan AGMA)
Sad = Sat.Kl ......................................................... ( 10 )
Kt.Kr
σ t = Ft.Ko.P.Ks.Km ............................................. ( 11 )
Kv.b.j
Dimana :
Sat = Tegangan ijin Material
Kl = Faktor umur
Kt = Faktor temperature
Kr = Faktor keamanan
σt = Tegangan bending pada kaki gigi
Ko = Faktor koreksi beban lebih
Km = Koreksi distribusi beban
Kv = Faktor dinamis
J = Faktor bentuk geometris
d. Menentukan Gaya bending Pada Pinion dan Gear (Fb)
Rumus dari buku deutschman hal 551
P
YbSoFb ..=
.................................................. ( 12 )
k. Menentukan Panjang Garis Kontak Gigi
Perencanaan Elemen Mesin Gear Box 10
FTI Teknik Mesin ITATS
2
dr =
( ) ( )
−−++−−+= θθθθ sincossincos 2
222224
224
244 rrarrrarAB
................. ( 13 )
l. Menentukan Perbandingan Kontak (kontak ratio)
θρ cos.
ABSad =
............................................................. ( 14 )
Dimana :
AB = Panjang garis kontak
CR = Kontak ratio
2.2. Poros
Poros adalah suatu bagian stationer yang berputar, biasanya
berpenampang bulat, dimana terpasang elemen - elemen seperti roda gigi,
roda gila dan elemen pamindah daya lainnya. Poros dapat menerima beban –
beban lentur, tarik, tekan atau putaran yang bekerja sendiri – sendiri atau
berupa gabungan satu dengan yang lainnya. Definisi yang pasti dari poros
adalah sesuai dengan penggunaan dan tujuan penggunaan.
Perencanaan Elemen Mesin Gear Box 11
FTI Teknik Mesin ITATS
Dibawah ini terdapat beberapa definisi dari poros :
a. Shaf adalah poros yang ikut berputar untuk memindahkan daya dari
mesin ke mekanisme yang digunakan.
Gambar 2.2.1 shaf
b. Axle adalah poros yang tetap dan mekanismenya yang berputar pada
poros tersebut, juga berfungsi sebagai pendukung.
Gambar 2.2.2 Axle
c. Spindle adalah poros yang terpendek terdapat pada mesin perkakas dan
mampu atau sangat aman terhadap momen bending.
Gambar 2.2.3 Spindle
d. Line Shaft adalah poros yang langsung berhubungan dengan mekanisme
yang digerakkan dan berfungsi memindahkan daya dari motor
penggerak ke mekanisme tersebut.
Gambar 2.2.4 Line Shaft
Perencanaan Elemen Mesin Gear Box 12
FTI Teknik Mesin ITATS
e. Jack Shaft adalah poros yang pendek, biasanya dipakai untuk dongkrak
“JACK” mobil.
Gambar 2.2.5 Jack Shaft
f. Flexible adalah poros yang juga berfungsi memindahkan daya dari dua
mekanisme, dimana peerputaran poros membentuk sudut dengan poros
yang lainnya, daya yang dipindahkan rendah.
Gambar 2.2.6 Flaxible
Poros pada umumnya dibuat dari baja yang telah diheattreatment.
Poros yang dipakai untuk meneruskan daya dan putaran tinggi umumnya
dibuat dari baja paduan dengan pengerasan kulit yang sangat tahan terhadap
keausan.
2.3. Pasak ( Keys )
Pasak digunakan untuk menyambung poros dan roda gigi, roda
pulley, sprocket, cams, lever, impeller dan sebagainya.
Karena distribusi tegangan secara actual untuk sambungan pasak
ini tidak dapat diketahui secara lengkap maka dalam perhitungan tegangan
disarankan menggunakan faktor keamanan sebagai berikut :
1. Untuk beban torsi yang konstan ( torque stedy ). >> N = 1.5
2. Untuk beban yang mengalami kejut rendah. >> N = 2.5
3. Untuk beban kejut besar terutama beban bolak balik >> N = 4.5
Adapun macam – macam pasak yaitu :
Perencanaan Elemen Mesin Gear Box 13
FTI Teknik Mesin ITATS
1. Pasak datar segi empat ( Standart square key ).
Gambar 2.3.1 Pasak data segiempat
2. Pasak datar standar ( Standart flat key ).
Gambar 2.3.2 Pasak datar standar
3. Pasak tirus ( Tepered key ).
Gambar 2.3.3 Pasak tirus
4. Pasak bidang lingkaran ( Wood ruff key ).
Gambar 2.3.4 Pasak bidang lingkaran
5. Pasak bintang (Splines ).
Perencanaan Elemen Mesin Gear Box 14
FTI Teknik Mesin ITATS
Gambar 2.3.5 Pasak bintang
6. Pasak bintanng lurus ( Straight splines ).
Gambar 2.3.6 Pasak bintanng lurus
7. Pasak bintang involute ( involute spline ).
Gambar 2.3.7 Pasak bintang involute
Adapun berbagai macam pasak, namun yang dibahas adalah
pasak standar ( Standart flat key ). Pemasangan pasak pada poros maupun
roda yang disambungkan dan dibuat alur pasak yang disesuaikan dengan
ukuran pasak.
Keterangan :
F = Gaya yang bekerja. h = Tinggi pasak.
A = Pasak. b = Lebar pasak
B = Poros. l = Panjang pasak.
2.3.1.Rumus Dasar Pasak
Perencanaan Elemen Mesin Gear Box 15
FTI Teknik Mesin ITATS
Ukuran lebar dan tinggi pasak ada dalam table yang disesuaikan
dengan kebutuhan atau tergantung pada diameter poros.
a. Panjang pasak sesuai dengan kebutuhan dan dimensinya.
W = Lebar pasak.
H = Tinggi pasak.
L = Panjang pasak.
Ss = Tegangan geser.
• Gaya (F)
D
TF
2=
dimana
2
DFT =
..............................................
( 15 )
• Tegangan geser (σ s)
A
FSs =
dimana
WLA .=..............................................
( 16)
• Tegangan kompresi (σ c)
2
... DLWSsT =
..................................................................
( 17 )
Pada perhitungan ini dipergunakan faktor keamanan dengan asumsi
sebagai berikut :
1. Untuk beban torsi yang konstan ( torque stedy ). >> N = 1.5
2. Untuk beban yang mengalami kejut rendah. >> N =
2.5
3. Untuk beban kejut besar terutama beban bolak balik. >> N = 4.5
b.Tegangan geser yang diijinkan.
Perencanaan Elemen Mesin Gear Box 16
FTI Teknik Mesin ITATS
N
Syp
N
Ssyp 58.0=
............................................................... . ( 18 )
c.Tegangan kompresi yang diijinkan.
DWL
TSc
..
.4=
....................................................................... ( 19 )
d.Syarat yang harus dipenuhi supaya pasak aman.
N
Ssyp
DWL
TSc ≤=
..
.4
........................................................... ( 20 )
e.Tinjauan terhadap kompresi.
DWSc
TL
..
.4=
............................................................... ( 21 )
f. Syarat yang harus dipenuhi supaya pasak aman ( geser ).
N
Ssyp
DWL
TSs ≤=
..
.2
................................................... ( 22 )
g.Tijauan terhadap geser.
DWSs
TL
..
.2=
............................................................... ( 23 )
2.4. Bantalan ( Bearing )
Bantalan adalah elemen mesin yang menumpu poros berbeban
sehingga putaran atau gerakan bolak baliknya dapat berlangsung secara
halus, aman dan umur pakai panjang. Agar elemen mesin dapat bekerja
dengan baik maka bantalan harus dipasang cukup kokoh.
2.4.1.Klasifikasi Bantalan
1. Berdasarkan gerakan terhadap poros
Bantalan luncur
Perencanaan Elemen Mesin Gear Box 17
FTI Teknik Mesin ITATS
Pada bantalan ini terjadi gerakan luncur antara poros dan bantalan
karena permukaan poros ditumpu oleh permukaan bantalan dengan
perantaraan lapisan pelumas.
Gambar 2.4.1 Bantalan Luncur
Bantalan gelinding
Pada bantalan ini terjadi gesekan gelinding antara bagian yang
berputar dengan bagian yang diam melalui elemen gelinding.
Gambar 2.4 .2 Bantalan gelinding dengan bola
2. Berdasarkan arah beban terhadap poros
Bantalan radial
Setiap arah beban yang ditumpu oleh bantalan ini tegak lurus terhadap
sumbu poros.
Bantalan aksial
Setiap arah beban yang ditumpu oleh bantalan itu sejajar dengan
sumbu poros.
Perencanaan Elemen Mesin Gear Box 18
FTI Teknik Mesin ITATS
Bantalan gelinding halus
Bantalan ini dapat menumpu beban yang sejajar dan tegak lurus
terhadp poros.
2.42. Macam – macam bantalan luncur
1. Bantalan radial berbentuk silinder, silinder elip
2. Bantalan aksial yang berbentuk engsel
3. Bantalan khusus yang berbentuk bola
Gambar 2.5
Gambar 2.6
2.4.3.Rumus Dasar Bantalan
Rumus yang digunakan pada saat perencanaan bantalan yaitu :
• Umur bantalan (L10h)
Rumus dari buku deutschman hal 485
Perencanaan Elemen Mesin Gear Box 19
FTI Teknik Mesin ITATS
nx
P
ChL
b
.60
106
10
=
.............................................................. ( 23 )
• Beban equivalen (P)
P = Fs ( X.V.Fr.y.Fa ) .......................................................... ( 24 )
dimana :
b = Konstanta
= 3.0 ( untuk ball bearing )
= 10/3 ( untuk roll bearing )
V= Faktor putaran
= 1 ( untuk ring dalam berputar )
= 1.2 ( untuk ring luar berputar )
Dimana :
L10h = Umur bantalan (jam )
C = Beban dinamis ( lb )
P = Beban ekuivalen ( lb )
Fs = Konstanta beban ( beban shock/lanjut )
Fr = Beban radial ( lb )
Fa = Beban aksial ( lb )
X = Konstanta radial
Y = Konstanta aksial
n = Putaran ( rpm )
2.4. Pelumasan
Dalam sistem transmisi pada mesin – mesin yang bergerak,
diperlukan suatu sistem pelumasan guna mengurangi hubungan kontak dari
dua bagian yang bergerak. Apabila tidak ada pelumasan maka akan
mempercepat terjadinya kerusakan pada komponen mesin tersebut.
2.4.1.Klasifikasi Pelumasan
Sistem pelumasan dalam dunia permesinan dapat
dikellompokkan menjadi dua jenis yaitu :
1. Pelumasan menurut bentuknya
Perencanaan Elemen Mesin Gear Box 20
FTI Teknik Mesin ITATS
Pelumasan padat
Pelumasan semi padat
Pelumasan cair
2. Pelumasan menurut caranya
Pelumasan tangan : Dipakai untuk beban yang ringan dan kerja yang
tidak kontinyu.
Pelumasan tetes : Minyak diteteskan dengan jumlah yang teratur melalui
sebuah katup jarum.
Pelumasan sumbu : Pelumasan dengan menggunakan sumbu untuk
menghisap minyak.
Pelumasan percik : Minyak dari bak penampung dipercikkan dan
biasanya digunakan dalam pelumasan torak, silinder motor yang
mempunyai putaran tinggi.
Pelumasan cincin : Pelumasan ini dengan menggunakan cincin yang
digantung pada poros sehingga ikut berputar bersama poros dan
mengangkat minyak dari bawah.
Pelumasan pompa : Disini pompa digunakan untuk mengalirkan minyak
ke bantalan karena sifat minyak yang kental.
Pelimasan gravitasi : Dari sebuah tangki di atas bantalan minyak
dialirkan oleh gaya beratnya sendiri.
2.4.1.Tujuan dan Fungsi Pelumasan
1. Mengurangi daya energi pada bagian – bagian mesin yang saling
bergesekan.
2. Untuk memelihara ukuran sebenarnya ( menahan keausan ) dari bagian
mesin yang bergerak.
3. Membuang kotoran – kotoran yang diakkibatkan oleh pergesekan antara
koponen yang bergerak
2.5.3.Rumus Dasar Pelumasan
a. Perencanaan viskositas absolute dari pelumas
Perencanaan Elemen Mesin Gear Box 21
FTI Teknik Mesin ITATS
−=
SStZ
18022.0ρ
.............................................................. ( 25 )
t = ∞ - 0.0035 ( T – 60 )
Dimana :
Z = Absolute viscositas ( cp )
tρ= Spesific gravity pada temperature test ( t )
S = Saybelt universal second = 120
Kp = 1.45 x 10-7 Reynold
Sehingga dari grafik didapat harga SAE dengan persamaan :
pc
nfrS
.
..1 η=
..............................................................................
( 26 )
Dimana :
S1 = Angka karakteristik bantalan
µ = Viskositas minyak pelumas
c = Radial cleareance ( in )
p = Beban yang diterima bantalan ( psi )
Perencanaan Elemen Mesin Gear Box 22
FTI Teknik Mesin ITATS
Gambar 2.5. Dimensi Pelumasan Bantalan
b.Tebal minimum minyak pelumas dari grafik
19.0=c
ho
............................................................................. ( 27 )
c.Koefisien gesek ( f ) dari grafik
15. =c
frf
............................................................................ ( 28 )
d.Daya yang dihitung
63000
.nTfFhp =
....................................................................... ( 29 )
e.Kapasitas minyak pelumas ( Q ) dari grafik
lncrf
Q
...
................................................................................ ( 30 )
Perencanaan Elemen Mesin Gear Box 23
FTI Teknik Mesin ITATS
f. Kapasitas minyak pelumas yang keluar dari bantalan setiap saat ( Qs )
dari grafik
88.0.
Q
SQ
.............................................................................. ( 31 )
BAB III
MEKANISME SISTEM TRANSMISI
3.1 Input Data
Perencanaan Elemen Mesin Gear Box 24
FTI Teknik Mesin ITATS
Data data yang diketahui :
- Daya putaran motor (N input) = 30 HP
- Putaran input (N input) = 2000 rpm
- Putaran output (N1) = 500 rpm
- Putaran output (N2) = 1000 rpm
- Putaran output (N3) = 1500 rpm
- Putaran output (Nreves) = 500 rpm
- C (JARAK POROS) = 5 in
- Asumsi sudut tekan ( θ ) = 25º
- Asumsi Diameterial pitch = 7 inchi
1.1.1. Pertimbangan Menggunakan Roda Gigi
Dalam perencanaan ini menggunakan roda gigi lurus karena
beberapa pertimbangan, yaitu :
• Dilihat dari poros, karena porosnya sejajar maka roda gigi yang
paling sesuai adalah menggunakan roda gigi lurus.
• Karena daya dan putaran rtelatif rendah maka lebih cocok
menggunakan roda gigi lurus.
1.1.1. Pertimbangan Dalam Menggunakan Poros
Untuk menentukan diameter poros tergantung pada perhitungan
yang akan dilakukan, tetapi untuk menentukan bahan dari poros digunakan
pertimbangan sebagai berikut :
• Poros sebaiknya menggunakan bahan Alloy Stell
• Bahan poros sebaiknya dilakukan proses Hardening dan
dilakukan pemanasan awal dan Annealling sebelum digunakan
• Poros yang akan digunakan sebaiknya harus mampu menahan
beban putar yang memadai
3.2. Sket Gear Box
3.2.1. gambar sket gear box
Perencanaan Elemen Mesin Gear Box 25
FTI Teknik Mesin ITATS
input
output
gambar 3.1 sket gear box
Keterangan Gambar :
SIMBOL ARTI KETERANGAN1,3,5,7 Pinion Roda gigi yang lebih kecil pada dua roda gigi yang
bersinggungan, disebut juga roda gigi penggerak.2,4,6,8 Gear Roda gigi yang didesain lebih besar dari pada pinion
yang berfungsi sebagai roda gigi yang digerakkan.9 Revers Roda gigi tambahan yang digunakan untuk
membalikkan arah putaran pada poros (b)a,b,c Poros Bagian dari mesin yang berfungsi untuk meneruskan
tenaga dari mesin
Dan
Arah
putaran
Arah pergerakan roda gigi danh poros
Bantalan Bagian mesin yang digunakan untuk menumpu poros
sehingga putaran mesin bisa berlangsung secara
halus.
3.3. gambar sket gear box disetiap tingkatan kecepatan
3.3.1. tingkat kecepatan 1 (n) = 500 rpm
Perencanaan Elemen Mesin Gear Box 26
FTI Teknik Mesin ITATS
Gambar 3.2 tingkat kecepatan 1
Pada tingkat kecepatan 1 (n1) roda gigi 1 dan 2 saling berhubungan
sehingga terjadi tingkat kecepatan 1 (n1) = 500 rpm
3.3.2. tingkat kecepatan 2 (n) = 1000 rpm
Gambar 3.3 tingkat kecepatan 2
Pada tingkat kecepatan 1 (n2) roda gigi 3 dan 4 saling berhubungan
sehingga terjadi tingkat kecepatan 2 (n2) = 1000 rpm
3.3.3. tingkat kecepatan 3 (n3) = 1500 rpm
Perencanaan Elemen Mesin Gear Box 27
FTI Teknik Mesin ITATS
Gambar 3.4 tingkat kecepatan 3
Pada tingkat kecepatan 1 (n3) roda gigi 5 dan 6 saling berhubungan
sehingga terjadi tingkat kecepatan 3 (n3) = 1500 rpm
3.3.4. tingkat kecepatan revers (nr) = 500 rpm
Gambar 3.5 tingkat kecepatan revers (nr)
Pada tingkat kecepatan revers (nr) roda gigi 7,8 dan 9 saling berhubungan ,
karena adanya roda gigi rivers maka putarannya searah dengan putaran
pinion. sehingga terjadi tingkat kecepatan revers (nr) = 500 rpm
BAB IV
Perencanaan Elemen Mesin Gear Box 28
FTI Teknik Mesin ITATS
PEMBAHASAN SISTEM TRANSMISI
Diketahui data-data sebagai berikut :
- Daya putaran motor (N input) = 30 HP
- Putaran input (N input) = 2000 rpm
- Putaran output (N1) = 500 rpm
- Putaran output (N2) = 1000 rpm
- Putaran output (N3) = 1500 rpm
- Putaran output (Nreves) = 500 rpm
- C (JARAK POROS) = 5 in
- Asumsi sudut tekan ( θ ) = 25º
- Asumsi Diameterial pitch = 7 inchi
4.1.1 Perhitungan roda gigi 1 dan 2
a. Perbandingan Kecepatan
rV =
2
1
2
1
500
2000
d
d
N
N==
=
2
14d
d=
d2 = 4 x d1
C =
221 dd +
5" =
2
5
2
4 111 ddd=
+
Perencanaan Elemen Mesin Gear Box 29
FTI Teknik Mesin ITATS
10" = 5 d1 → d1 = 2"
d2 = 10" x 2” = 8"
b. Jumlah roda gigi
Nt1 = P . d1
= 7 . 2 = 14 buah
Nt2 = 7 . 8 = 56 buah
c. Addendum, dedendum, tinggi gigi, celah
Addendeum =
7
11 =P
= 0,036"
Deddendum =
7
25,125,1 =P
= 0,28"
Tinggi gigi =
7
25,2.
25,2
P
= 0,32"
d. Diameter adendum
d1 = d1 + 2 x
P
1
= 2 +2 x 0,14 = 2.28"
d2 = d2 + 2 x
P
1
= 8 + 2 x 0,14 = 8.28"
e. Diameter dedendum
d1 = d1 – 2 x
P
125
= 2 – 2 x 0.18 = 1.72"
d2 = d2 – 2 x
P
125
= 8 – 2 x 0.18 = 7.72"
f. Kecepatan Pitch Line
Perencanaan Elemen Mesin Gear Box 30
FTI Teknik Mesin ITATS
VP =
12
. 1 inputNdπ
=
12
2000.2.14,3
= 1046.67 Ft/min
g. Torsi yang terjadi
T1 = 63.000
2000
30
= 945 lbin
T2 = 63000
2N
N
= 63000
500
30
= 3780 lbin
h. Gaya yang terjadi
- Gaya tangensial
Ft1 =
PV
N
d
T 000.33.2
1
1 =
=
64.1046
3300030 x
=945.86 lbin
Ft2 =
PV
N
d
T 000.33.2
2
2 =
=
64.1046
3300030 x
=945.86 lbin (arahnya berlawanan)
- Gaya normal
Perencanaan Elemen Mesin Gear Box 31
FTI Teknik Mesin ITATS
Fn1 =
θCos
Ft1
=
°25
86.945
Cos
= 1043.64 lb
Fn2 =
θCos
Ft1
=
°25
86.945
Cos
= 1043.64 lb (arahnya berlawanan)
- Gaya radial
Fr1 = Fn1 . sin θ = 1046.64 x sin 25° = 441.1 lb
Fr2 = Fn1 . sin θ = 1046.64 x sin 25° = 441.1 lb (arahnya berlawanan)
- Gaya Dinamis
Fd =
1200
1200 Vp+ . Ft1
=
1200
64.10461200 + . 945.86 = 1771 lb
i. Menentukan Lebar gigi
b =
KQd
Fd
p ..
=
384.6,1.2
1771
= 1,44
dimana :
Q =
82
8.22
21
2
+=
+ dd
xd
= 1,6
K = 384 (stell BHN 375) tabel 10.11
- cek lebar gigi
pb
p
139 <<
1.28 < 1.44 < 1.86 (Aman)
j. Beban Ijin Bending ( Fb )
Perencanaan Elemen Mesin Gear Box 32
FTI Teknik Mesin ITATS
Fb =
p
SoxbxY
Dari tabel 10.2 didapat :
Y1 = 0.307 (untuk Nt1 = 14 gigi)
Y2 = 0.484 (untuk Nt1 = 56 gigi)
- bahan stell SAE 2320 mempunyai So = 50.000 psi (Tabel 10.3)
Fb1 =
7
307.044.1000.50 xx
= 3157,7 psi
Fb2 =
7
484.044.1000.50 xx
= 4978,3 psi
k. Tegangan ijin maksimum
Sad =
KrKt
KlSat
.
.
< T
t
jbxxKv
KmxKjxPxKoxFt
Dimana :
• Ko = 1 (tabel 10-4)
• Ks = 1 (spur gear)
• Km = 1,3 (tabel 10-5)
• J = 0.340 (untuk pinion)
• Kv = 1
• Kl = 1
• Kt = 1 (temperatur pelumasan kurang dari 250 *F)
• Kr = 1,33
• Sat = 40000 (BHN 300) tabel 10-7
33,1.1
1.000.40
>
335,0.44,1.1
3,1.1.7.1.86,945
30075,2 psi < 17842.7 psi (maka perencanaan roda gigi aman)
Perencanaan Elemen Mesin Gear Box 33
FTI Teknik Mesin ITATS
4.1.2 Perhitungan roda gigi 3 dan 4
a. Perbandingan Kecepatan
rV =
2
1
2
1
1000
2000
d
d
N
N==
=
2
12d
d=
d2 = 2 x d1
C =
221 dd +
5" =
2
3
2
2 333 ddd=
+
10" = 3 d3 → d3 = 3,33"
d2 = 10" – 3,33” = 6,67"
b. Jumlah roda gigi
Nt1 = P . d1
= 7 . 3,33 = 23 buah
Nt2 = 7 . 6,67 = 47 buah
c. Addendum, dedendum, tinggi gigi, celah
Addendeum =
7
11 =P
= 0,036"
Perencanaan Elemen Mesin Gear Box 34
FTI Teknik Mesin ITATS
Deddendum =
7
25,125,1 =P
= 0,28"
Tinggi gigi =
7
25,2.
25,2
P
= 0,32"
d. Diameter adendum
d1 = d1 + 2 x
P
1
= 3,33 +2 x 0,14 = 3,62"
d2 = d2 + 2 x
P
1
= 6,67 + 2 x 0,14 = 6,81"
e. Diameter dedendum
d1 = d1 – 2 x
P
125
= 3,33 – 2 x 0.18 = 2,97"
d2 = d2 – 2 x
P
125
= 6,67 – 2 x 0.18 = 6,31"
f. Kecepatan Pitch Line
VP =
12
. 1 inputNdπ
=
12
2000.33,3.14,3
= 1742,7 Ft/min
g. Torsi yang terjadi
T1 = 63.000
2000
30
= 945 lbin
Perencanaan Elemen Mesin Gear Box 35
FTI Teknik Mesin ITATS
T2 = 63000
2N
N
= 63000
1000
30
= 1890 lbin
h. Gaya yang terjadi
- Gaya tangensial
Ft3 =
PV
N
d
T 000.33.2
1
1 =
=
7.1742
3300030 x
=586,1 lbin
Ft4 =
PV
N
d
T 000.33.2
4
3 =
=
7.1742
3300030 x
=586,1 lbin (arahnya berlawanan)
- Gaya normal
Fn3 =
θCos
Ft3
=
°25
1,568
Cos
= 626,83 lb
Fn4 =
θCos
Ft3
=
°25
1,568
Cos
= 626,83 lb (arahnya berlawanan)
- Gaya radial
Fr3 = Fn3 . sin θ = 626,83 x sin 25° = 264,9 lb
Fr4 = Fn4 . sin θ =626,83 x sin 25° = 264,9 lb (arahnya berlawanan)
- Gaya Dinamis
Perencanaan Elemen Mesin Gear Box 36
FTI Teknik Mesin ITATS
Fd =
1200
1200 Vp+ . Ft3
=
1200
7,17421200 + . 568,1 = 1393,12 lb
i. Menentukan Lebar gigi
b =
KQd
Fd
p ..
=
200.33,1.33,3
12,1393
= 1,44
dimana :
Q =
67,633,3
67,6.232
43 +=
+ dd
dx
= 1,33
K = 200 (stell BHN 275) tabel 10.11
- cek lebar gigi
pb
p
139 <<
1.28 < 1.57 < 1.86 (Aman)
j. Beban Ijin Bending ( Fb )
Fb =
p
SoxbxY
Dari tabel 10.2 didapat :
Y3 = 0.384 (untuk Nt3 = 22 gigi)
Y4 = 0.492 (untuk Nt4 = 47 gigi)
- bahan stell SAE 2320 mempunyai So = 50.000 psi (Tabel 10.3)
Fb3 =
7
384.057.1000.50 xx
= 4306.29 psi
Perencanaan Elemen Mesin Gear Box 37
FTI Teknik Mesin ITATS
Fb4 =
7
492.057.1000.50 xx
= 529,14 psi
k. Tegangan ijin maksimum
Sad =
KrKt
KlSat
.
.
< T
t
jbxxKv
KmxKjxPxKoxFt
Dimana :
• Ko = 1 (tabel 10-4)
• Ks = 1 (spur gear)
• Km = 1,3 (tabel 10-5)
• J = 0.340 (untuk pinion)
• Kv = 1
• Kl = 1
• Kt = 1 (temperatur pelumasan kurang dari 250 *F)
• Kr = 1,33
• Sat = 38400 (BHN 300) tabel 10-7
33,1.1
1.38400
>
343,0.57,1.1
3,1.1.7.1.1,568
28872,2 psi > 9600 psi (maka perencanaan roda gigi aman)
4.1.3 Perhitungan roda gigi 5 dan 6
a. Perbandingan Kecepatan
Perencanaan Elemen Mesin Gear Box 38
FTI Teknik Mesin ITATS
rV =
6
5
1500
2000
2
1
d
d
N
N==
= 1,33 . d5
d5 = 2 x d5
C =
221 dd +
5" =
2
33,2
2
33,15 55 ddd=
+
10" = 2,33 d3 → d3 = 4,29"
d2 = 10" – 4,29” = 5,71"
b. Jumlah roda gigi
Nt1 = P . d1
= 7 .4,29 = 30 buah
Nt2 = 7 . 5,71 = 40 buah
c. Addendum, dedendum, tinggi gigi, celah
Addendeum =
7
11 =P
= 0,036"
Deddendum =
7
25,125,1 =P
= 0,28"
Tinggi gigi =
7
25,2.
25,2
P
= 0,32"
d. Diameter adendum
d1 = d1 + 2 x
P
1
= 4,29 +2 x 0,14 = 4,28"
d2 = d2 + 2 x
P
1
= 5,71 + 2 x 0,14 = 5,99"
Perencanaan Elemen Mesin Gear Box 39
FTI Teknik Mesin ITATS
e. Diameter dedendum
d1 = d1 – 2 x
P
125
= 4,29 – 2 x 0.18 = 3,93"
d2 = d2 – 2 x
P
125
= 5,71 – 2 x 0.18 = 5,35"
f. Kecepatan Pitch Line
VP =
12
. 1 inputNdπ
=
12
2000.29,4.14,3
= 2245,1 Ft/min
g. Torsi yang terjadi
T5 = 63.000
2000
30
= 945 lbin
T6 = 63000
2N
N
= 63000
1500
30
= 1260 lbin
h. Gaya yang terjadi
- Gaya tangensial
Ft5 =
PV
N
d
T 000.33.2
1
1 =
=
2245,1
3300030 x
= 440,96 lbin
Perencanaan Elemen Mesin Gear Box 40
FTI Teknik Mesin ITATS
Ft6 =
PV
N
d
T 000.33.2
4
3 =
=
2245,1
3300030 x
= 440,96 lbin (arahnya berlawanan)
- Gaya normal
Fn5 =
θCos
Ft5
=
°25
96,440
Cos
= 486,55 lb
Fn6 =
θCos
Ft5
=
°25
96,440
Cos
= 486,55 lb (arahnya berlawanan)
- Gaya radial
Fr5 = Fn5 . sin θ = 486,55 x sin 25° = 205,62 lb
Fr6 = Fn6 . sin θ = 486,55 x sin 25° = 205,62 lb (arahnya berlawanan)
- Gaya Dinamis
Fd =
1200
1200 Vp+ . Ft5
=
87
1,224587 + . 440,96 = 708,83 lb
i. Menentukan Lebar gigi
b =
KQd
Fd
p ..
=
98.14,1.29,4
83,708
= 1,44
dimana :
Q =
71,529,4
71,5.2
5
52
6 +=
+ dd
dx
= 1,14
K = 98 (stell BHN 200) tabel 10.11
Perencanaan Elemen Mesin Gear Box 41
FTI Teknik Mesin ITATS
- cek lebar gigi
pb
p
139 <<
1.28 < 1.48 < 1.86 (Aman)
j. Beban Ijin Bending ( Fb )
Fb =
p
SoxbxY
Dari tabel 10.2 didapat :
Y5 = 0.425 (untuk Nt3 = 30 gigi)
Y6 = 0.457 (untuk Nt6 = 40 gigi)
- bahan stell SAE 2320 mempunyai So = 50.000 psi (Tabel 10.3)
Fb5 =
7
245.048.1000.50 xx
= 4429.86 psi
Fb6 =
7
457.048,1.1000.50 xx
= 4831,14 psi
k. Tegangan ijin maksimum
Sad =
KrKt
KlSat
.
.
< T
t
jbxxKv
KmxKjxPxKoxFt
Dimana :
• Ko = 1 (tabel 10-4)
• Ks = 1 (spur gear)
• Km = 1,3 (tabel 10-5)
• J = 0.340 (untuk pinion)
• Kv = 1
• Kl = 1
• Kt = 1 (temperatur pelumasan kurang dari 250 *F)
• Kr = 1,33
• Sat = 40000 (BHN 300) tabel 10-7
Perencanaan Elemen Mesin Gear Box 42
FTI Teknik Mesin ITATS
33,1.1
1.40000
>
335,0.48,1.1
3,1.1.7.1.96,440
30075,2 psi > 8093,46 psi (maka perencanaan roda gigi aman)
4.1.4 Perhitungan roda gigi 7 , 8 dan 9
a. Perbandingan Kecepatan
rV =
7
9
500
2000
7
9
d
d
N
N ==
= 4 . d9
d9 = 4 x d9
C =
221 dd +
5" =
2
5
2
949 9ddd=
+
10" = 5 d9 → d9 = 2"
D9 = 2”
Perencanaan Elemen Mesin Gear Box 43
FTI Teknik Mesin ITATS
D7 =
2
210 − = 4”
D8 = 10 – (2+4) = 4”
b. Jumlah roda gigi
Nt7 = P . d7 = 7 .4 = 28 buah
Nt8 = P . d8 = 7 .4 = 28 buah
Nt9 = P . d9 = 7 .2 = 14 buah
c. Addendum, dedendum, tinggi gigi, celah
Addendeum =
7
11 =P
= 0,036"
Deddendum =
7
25,125,1 =P
= 0,28"
Tinggi gigi =
7
25,2.
25,2
P
= 0,32"
d. Diameter adendum
d7 = d7 + 2 x
P
1
= 4 +2 x 0,14 = 4,29"
d8 = d8 + 2 x
P
1
= 4 +2 x 0,14 = 4,29"
d9 = d9 + 2 x
P
1
= 2 + 2 x 0,14 = 2,29"
e. Diameter dedendum
d7 = d7 – 2 x
P
125
= 4 – 2 x 0.18 = 3,64"
Perencanaan Elemen Mesin Gear Box 44
FTI Teknik Mesin ITATS
d8 = d8 – 2 x
P
125
= 4 – 2 x 0.18 = 3,64"
d9 = d9 – 2 x
P
125
= 2 – 2 x 0.18 = 1,64"
f. Kecepatan Pitch Line
VP =
12
. 1 inputNdπ
=
12
2000.2.14,3
= 1046,64 Ft/min
g. Torsi yang terjadi
T7 = 63.000
2000
30
= 945 lbin
T8 = 63000
3N
N
= 63000
1500
30
= 1260 lbin
T9 = 63000
Nr
N
= 63000
500
30
= 3780 lbin
h. Gaya yang terjadi
- Gaya tangensial
Perencanaan Elemen Mesin Gear Box 45
FTI Teknik Mesin ITATS
Ft7,8 =
PV
N
d
T 000.33.2
1
1 =
=
1046,64
3300030 x
= 945,86 lbin
Ft9 =
PV
N
d
T 000.33.2
1
1 =
=
1046,64
3300030 x
= 945,86 lbin (arahnya berlawanan)
- Gaya normal
Fn7,8 =
θCos
Ft9
=
°25
86,945
Cos
= 1046,64 lb
Fn9 =
θCos
Ft9
=
°25
86,945
Cos
= 1046,64 lb (arahnya berlawanan)
- Gaya radial
Fr7,8 = Fn9 . sin θ = 1046,64 x sin 25° = 441,1 lb
Fr9 = Fn9 . sin θ = 1046,64 x sin 25° = 441,1 lb (arahnya berlawanan)
- Gaya Dinamis
Fd7,8 =
1200
1200 Vp+ . Ft5
=
1200
64,10461200+ . 945,86 = 1771 lb
i. Menentukan Lebar gigi
Perencanaan Elemen Mesin Gear Box 46
FTI Teknik Mesin ITATS
b =
KQd
Fd
p ..
=
384.33,1.2
1771
= 1,44
dimana :
Q =
24
4.2
97
72
+=
+ dd
dx
= 1,33
K = 384 (stell BHN 375) tabel 10.11
- cek lebar gigi
pb
p
139 <<
1.28 < 1.73 < 1.86 (Aman)
j. Beban Ijin Bending ( Fb )
Fb =
p
YxbxSo
Dari tabel 10.2 didapat :
Y7 = 0.417 (untuk Nt7 = 28 gigi)
Y8 = 0.417 (untuk Nt7 = 28 gigi)
Y9 = 0.307 (untuk Nt9 = 14 gigi)
- bahan stell SAE 2320 mempunyai So = 50.000 psi (Tabel 10.3)
Fb7,8 =
7
417.073.1000.50 xx
= 5152,9 psi
Fb9 =
7
307.073,1.1000.50 xx
= 3793,6 psi
k. Tegangan ijin maksimum
Sad =
KrKt
KlSat
.
.
< T
t
jbxxKv
KmxKjxPxKoxFt
Dimana :
Perencanaan Elemen Mesin Gear Box 47
FTI Teknik Mesin ITATS
• Ko = 1 (tabel 10-4)
• Ks = 1 (spur gear)
• Km = 1,3 (tabel 10-5)
• J = 0.340 (untuk pinion)
• Kv = 1
• Kl = 1
• Kt = 1 (temperatur pelumasan kurang dari 250 *F)
• Kr = 1,33
• Sat = 40000 (BHN 300) tabel 10-7
33,1.1
1.40000
>
335,0.73,1.1
3,1.1.7.1.86,945
30075,2 psi > 14851,7 psi (maka perencanaan roda gigi aman)
4.2. Perencanaan Poros
4.2.1.Perencanaan Poros I
Data yang diketahui:
� Daya input (Nin) = 30 hp
� Putaran input (nin) = 5000 rpm
� Sudut kontak (θ ) = 25o
� Gaya yang terjadi
Ft1 = 945,86 lb Fr1 = 441,1 lb Fn1 = 1043,64 lb
Ft3 = 568,1 lb Fr3 = 264,9 lb Fn3 = 626,83 lb
Ft5 = 440,96 lb Fr5 = 205,62 lbFn5 = 486,55 lb
Ft7 = 945,86 lb Fr7 = 441,1 lb Fn7 = 1043,64 lb
Perencanaan Elemen Mesin Gear Box 48
RBV
ARAV
RA1.5 in8.5 inBCRBH
RBRAH
Fr1
Fn1
Ft1
FTI Teknik Mesin ITATS
a. Perencanaan poros I kondisi 1
➢ Analisa momen bending
Reaksi di A dan B
Σ MA = 0
Fn1 × 1.5 – RB × 10 = 0
Perencanaan Elemen Mesin Gear Box 49
AB1.5 in8.5 inRARBCFn1
FTI Teknik Mesin ITATS
55,15610
5,164,1043
10
5,11 ==×
=xFn
RB
lb
Σ MB = 0
RA – Fn1 + RB = 0
RA = Fn1 – RB
RA = 1043,64 – 156,55 = 887,1 lb
➢ Momen bending yang terjadi pada poros daerah AC
MC = 887,1 × 1,5 = 1330,65 lbin
Diagram momen poros I kondisi 1
Perencanaan Elemen Mesin Gear Box 50
1330,6 lbin
RBV
ARAV
RA3,5 in6,5 inBDRBRAH
Fr3
Fn3
Ft3
FTI Teknik Mesin ITATS
b. Perencanaan poros I kondisi 2
Perencanaan Elemen Mesin Gear Box 51
AB3,5 in6,5 inRARBD
RBH
FTI Teknik Mesin ITATS
➢ Analisa momen bending
Reaksi di A dan B
Σ MA = 0
Fn3 × 3.5 – RB × 10 = 0
55,15610
5,164,1043
10
5,13 ==×=xFn
RB
lb
Σ MB = 0
RA – Fn3 + RB = 0
RA = Fn3 – RB
RA = 626,83 – 219,4 = 407,43 lb
➢ Momen bending yang terjadi pada poros daerah AC
MC = 407,43 × 3,5 = 1426 lbin
Perencanaan Elemen Mesin Gear Box 52
Fn3
FTI Teknik Mesin ITATS
Diagram momen poros I kondisi 2
c. Perencanaan poros I kondisi 3
Perencanaan Elemen Mesin Gear Box 53
1426 lbin
RBV
A
RAVRA
6,5 in
3,5 in
B
E
RBH
RB
RAH Fr5 Fn5
Ft5
FTI Teknik Mesin ITATS
➢ Analisa momen bending
Perencanaan Elemen Mesin Gear Box 54
AB 6,5 in 3,5 inRARB EFn
5
FTI Teknik Mesin ITATS
Reaksi di A dan B
Σ MA = 0
Fn5 × 6,5 – RB × 10 = 0
26,31610
5,655,486
10
5,65 =×=×
=Fn
RB
lb
Σ MB = 0
RA – Fn5 + RB = 0
RA = Fn5 – RB
RA = 486,55 – 316,26 = 170,3 lb
➢ Momen bending yang terjadi pada poros daerah AE
ME = 170,3 × 6,5 = 1106,95 lbin
Perencanaan Elemen Mesin Gear Box 55
FTI Teknik Mesin ITATS
Diagram momen poros I kondisi 3
Perencanaan Elemen Mesin Gear Box 56
1106,95 lbin
AB 1,5 in8,5 inRARB F
FTI Teknik Mesin ITATS
d. Perencanaan poros I kondisi 4
➢ Analisa momen bending
Perencanaan Elemen Mesin Gear Box 57
Fn7
RA
8,5 in
1,5 in
A
BF
RBV
RBH
RBRAH
RAV
Fr7Fn7
Ft7
FTI Teknik Mesin ITATS
Reaksi di A dan B
Σ MA = 0
Fn7 × 8,5 – RB × 10 = 0
1,88710
5,864,1043
10
5,87 =×
=×
−Fn
RB
lb
Σ MB = 0
RA – Fn7 + RB = 0
RA = Fn7 – RB
RA = 1043,64 – 887,1 = 156,54 lb
➢ Momen bending yang terjadi pada poros daerah AF
MF = 156,54 × 8,5 = 1330,65 lbin
Perencanaan Elemen Mesin Gear Box 58
FTI Teknik Mesin ITATS
Perencanaan Elemen Mesin Gear Box 59
1330,65 lbin
FTI Teknik Mesin ITATS
Diagram momen poros I kondisi 4
4.2.2 Perencanaan diameter poros I
Momen yang terjadi :
Kondisi 1 : 1330,65 lbin ( MC )
Kondisi 2 : 1426 lbin ( MD )
Kondisi 3 : 1106,95 lbin ( ME )
Kondisi 4 : 1330,65 lbin ( MF )
Dimana: M max = 1426 lbin (MC )
T = 945 lbin
Bahan poros yang digunakan adalah AISI 1095 HR dengan Syp =
83.000 psi (tabel A-2 Apendix A) dengan angka keamanan Ak = 3.
( ) ( ) 22
3max
1658,0max TMb
DAk
Sp +≥=π
τ
Diameter poros
( ) ( )2 23
16max
0,58
AkD Mb T
Sypπ×≥ +
× ×
( ) ( ) 223 9451426
8300058,0
316 +×××≥
π
D = 0.86 “
Dengan memperhitungkan ukuran bantalan yang tersedia maka
diameter poros diambil 0,86 in
Pengecekan kekuatan poros
Perencanaan Elemen Mesin Gear Box 60
FTI Teknik Mesin ITATS
Tegangan geser yang terjadi maximum yang diijinkan dari
bahan (Ss)
0,58 SypSsyp
Ak
×=
7,160463
8300058,0 =×=
psi
Tegangan geser yang terjadi pada poros (τ max)
2
2
max 2τ
στ +
= x
Dimana:
psi
D
Mxx
22931)86,0(.14,3
1426.32
.
max32
3
3
==
=π
σ
psi
D
T
7598)86.0(.14,3
945.16
.
1.16
3
3
==
=π
τ
Maka:
psi
x
5,13754)7598()2
22931(
)2
(max
22
22
=+=
+= τστ
Karena τ max < Syp maka perencanaan diameter poros I aman.
4.2.2. Perencanaan poros II
Perencanaan Elemen Mesin Gear Box 61
FTI Teknik Mesin ITATS
Data yang diketahui:
� Daya input (Nin) = 30 hp
� Putaran input (nin) = 2000 rpm
� Sudut kontak (θ ) = 25 o
� Gaya yang terjadi :
Ft2 = 945,86 lb Fr2 = 441,1 lb Fn2 = 1043,64 lb
Ft4 = 568,1 lb Fr4 = 264,9 lb Fn4 = 626,83 lb
Ft6 = 440,96 lb Fr6 = 205,62 lbFn6 = 486,55 lb
Ft9 = 945,86 lb Fr9 = 441,1 lb Fn9 = 1043,64 lb
a. Perencanaan poros II kondisi 1
➢ Analisa momen bending
Perencanaan Elemen Mesin Gear Box 62
KL1,25 in
8,75 in
RKRLMFn2
RLV
K
RKVRK
1,25 in
8,75 in
L
M
RLH
RLRKH
Fn2
Ft2
Fr2
FTI Teknik Mesin ITATS
Reaksi di A dan B
Σ MK = 0
Fn2 × 1,25 – RL × 10 = 0
46,13010
25,164,1043
10
25,12 =×=×
=Fn
RL
lb
Σ ML = 0
RK – Fn2 + RL = 0
RK = Fn2 – RL
RL = 1043,64 – 130,46 = 913,2 lb
➢ Momen bending yang terjadi pada poros daerah AC
MM = 913,2 × 1,25 = 1141,5 lbin
Diagram momen poros II kondisi 1
Perencanaan Elemen Mesin Gear Box 63
1141,5 lb
FTI Teknik Mesin ITATS
b. Perencanaan poros II kondisi 2
➢ Analisa momen bending
Perencanaan Elemen Mesin Gear Box 64
RLV
KRKV
RK3,75 in6,25 inBNRLRK
HRLH
Fn4
Fr4
Ft4
FTI Teknik Mesin ITATS
Reaksi di K dan L
Σ MK = 0
Fn4 × 3,25 – RL × 10 = 0
Perencanaan Elemen Mesin Gear Box 65
KL3,75 in6,25 inRKRLD Fn4
FTI Teknik Mesin ITATS
8,23510
75,383,628
10
25,34 =×=×
=Fn
RL
lb
Σ ML = 0
RK – Fn4 + RL = 0
RK = Fn4 – RL
RK = 628,83 – 235,8 = 393,03 lb
➢ Momen bending yang terjadi pada poros daerah KN
MN = 393,03 × 3,75 = 1473,86 lbin
Diagram momen poros II kondisi 2
Perencanaan Elemen Mesin Gear Box 66
1473,86 lbin
FTI Teknik Mesin ITATS
4.1.1. Perencanaan Poros II Pada kondisi 3
Perencanaan Elemen Mesin Gear Box 67
KL 6,25 in 3,75 inRKRL EFn
6
RLV
K
RKVRK
6,25 in
3,75 in
L
O
RLH
RL
RKHFn6
Fr6
Ft6
FTI Teknik Mesin ITATS
➢ Analisa momen bending
Reaksi di K dan L
Σ MK = 0
Fn6 × 6,25 – RL × 10 = 0
1,30410
25,655,486
10
25,66 =×=×
=Fn
RL
lb
Σ ML = 0
RK – Fn6 + RL = 0
RK = Fn6 – RL
RK = 486,55 – 304,1 = 182,45 lb
➢ Momen bending yang terjadi pada poros daerah KO
MO = 182,45 × 6,25 = 1140,3 lbin
Perencanaan Elemen Mesin Gear Box 68
FTI Teknik Mesin ITATS
Diagram momen poros II kondisi 3
c. Perencanaan poros II kondisi 4
Perencanaan Elemen Mesin Gear Box 69
1140,3 lbin
LRLH
KL 1,25 in 8,75 inRKRL Q
FTI Teknik Mesin ITATS
➢ Analisa momen bending
Perencanaan Elemen Mesin Gear Box 70
Fn8
RK
8,75 in
1,25inK
QRLVRL
RKH
RKVFt8
Fn8
Fr8
FTI Teknik Mesin ITATS
Reaksi di K dan L
Σ MK = 0
Fn9 × 8,75 – RL × 10 = 0
2,91310
75,864,1043
10
75,89 ==×=xFn
RL
lb
Σ ML = 0
RK – Fn9 + RL = 0
RK = Fn9 – RL
RK = 1043,64 – 913,2 = 130,46 lb
➢ Momen bending yang terjadi pada poros daerah AF
MQ = 130,46 × 8,75 = 1141,5 lbin
Perencanaan Elemen Mesin Gear Box 71
FTI Teknik Mesin ITATS
Perencanaan Elemen Mesin Gear Box 72
1141,5 lbin
FTI Teknik Mesin ITATS
Diagram momen poros II kondisi 4
4.3.2. Perencanaan diameter poros II
Momen yang terjadi :
Kondisi 1 : 1141,5 lbin ( MC )
Kondisi 2 : 1473,86 lbin ( MD )
Kondisi 3 : 1140,3 lbin ( ME )
Kondisi 4 : 1141,5 lbin ( MF )
Dimana: M max = 1473,86 lbin (MC )
T = 945 lbin
Bahan poros yang digunakan adalah AISI 1095 HR dengan Syp =
83.000 psi (tabel A-2 Apendix A) dengan angka keamanan Ak = 3.
( ) ( ) 22
3max
1658,0max TMb
DAk
Sp +≥=π
τ
Diameter poros
( ) ( )2 23
16max
0,58
AkD Mb T
Sypπ×≥ +
× ×
( ) ( ) 223 94586,1473
8300058,0
316 +×××≥
π
D = 0.65 “
Dengan memperhitungkan ukuran bantalan yang tersedia maka
diameter poros diambil 0,65 in
Pengecekan kekuatan poros
Perencanaan Elemen Mesin Gear Box 73
FTI Teknik Mesin ITATS
Tegangan geser yang terjadi maximum yang diijinkan dari
bahan (Ss)
0,58 SypSsyp
Ak
×=
7,160463
8300058,0 =×=
psi
Tegangan geser yang terjadi pada poros (τ max)
2
2
max 2τ
στ +
= x
Dimana:
psi
D
Mxx
54714)65,0(.14,3
86,1473.32
.
max32
3
3
==
=π
σ
psi
D
T
4,17581)65.0(.14,3
945.16
.
1.16
3
3
==
=π
τ
Maka:
psi
x
4,15031)4,17581()2
54714(
)2
(max
22
22
=+=
+= τστ
Karena τ max < Syp maka perencanaan diameter poros I aman.
4.1.1. Perencanaan poros III
Perencanaan Elemen Mesin Gear Box 74
RBHFr5 Fn5
FTI Teknik Mesin ITATS
Perencanaan Elemen Mesin Gear Box 75
AB 1 in 1 inRARB EFn9
RBV
A
RAV
RA1 in
1 in
B
E RB
RAH Fr5 Fn5
Ft5
Ft5
FTI Teknik Mesin ITATS
➢ Analisa momen bending
Reaksi di A dan B
Σ MA = 0
Fn5 × 1 – RB × 2 = 0
82,52110
164,1043
10
15 =×=×
=Fn
RB
lb
Σ MB = 0
RA – Fn9 + RB = 0
RA = Fn9 – RB
RA = 1043,64 – 521,82 = 521,82 lb
➢ Momen bending yang terjadi pada poros daerah AE
ME = 521,82 × 1 = 521,82 lbin
Perencanaan Elemen Mesin Gear Box 76
FTI Teknik Mesin ITATS
Perencanaan Elemen Mesin Gear Box 77
521,82 lbin
FTI Teknik Mesin ITATS
Diagram momen poros III
4.4.2 Perencanaan diameter poros III
Momen yang terjadi :
M max = 521,82 lbin
T = 945 lbin
Bahan poros yang digunakan adalah AISI 1095 HR dengan Syp =
83.000 psi (tabel A-2 Apendix A) dengan angka keamanan Ak = 3.
( ) ( ) 22
3max
1658,0max TMb
DAk
Sp +≥=π
τ
Diameter poros III
( ) ( )2 23
16max
0,58
AkD Mb T
Sypπ×≥ +
× ×
( ) ( ) 223 94582,521
8300058,0
316 +×××≥
π
D = 0.79 “
Dengan memperhitungkan ukuran bantalan yang tersedia maka
diameter poros diambil 0,79 in
Pengecekan kekuatan poros
Tegangan geser yang terjadi maximum yang diijinkan dari
bahan (Ss)
0,58 SypSsyp
Ak
×=
7,160463
8300058,0 =×=
psi
Tegangan geser yang terjadi pada poros (τ max)
Perencanaan Elemen Mesin Gear Box 78
FTI Teknik Mesin ITATS
2
2
max 2τ
στ +
= x
Dimana:
psi
D
Mxx
10773)79,0(.14,3
82,521.32
.
max32
3
3
==
=π
σ
psi
D
T
9755)79.0(.14,3
945.16
.
1.16
3
3
==
=π
τ
Maka:
psi
x
36,11143)9755()2
10773(
)2
(max
22
22
=+=
+= τστ
Karena τ max < Syp maka perencanaan diameter poros I aman.
4.5. Perencanaan pasak
a. Perencanaan pasak pada poros I
Data yang diketahui :
Bahan pasak AISI 5210 CD Syp = 179000 psi (tabel A-2
Appendix)
Angka keamanan (Ak) = 2
Diameter poros (D) = 0,86 in
Perencanaan Elemen Mesin Gear Box 79
FTI Teknik Mesin ITATS
Tinggi pasak =
81
Lebar pasak =
81
Torsi (T) = 945 lbin.
a. Perhitungan panjang pasak
L ≥
sypW
AkF
.
.
L ≥
in21.0179000.81
2.67,2197=
b. Gaya yang bekerja pada pasak
F =
67,219786,0.1
945.2
.
.2==
Dn
T
lb
c. Pengecekan kekuatan pasak
• Ditinjau dari tegangan geser (L = b = 1 in)
A
Fs =τ
psiLW
Fs 36,17581
1.81
67,2197
.===τ
• Ditinjau dari tegangan tekan / kompresi
A
Fc =τ
psiLH
Fc 72,35162
1.81.5,0
67,2197
..5,0===τ
Perencanaan Elemen Mesin Gear Box 80
FTI Teknik Mesin ITATS
Syarat perencanaan aman : τ s dan τ c < Ssyp
Dimana:
0,58 sypSsyp
Ak
×=
psi519102
179000.58,0==
karena τ s dan τ c < Ssyp Maka perencanaan pasak aman.
a. Perencanaan pasak pada poros II
Data yang diketahui :
Bahan pasak AISI 5210 CD Syp = 179000 psi (tabel A-2
Appendix)
Angka keamanan (Ak) = 2
Diameter poros (D) = 0,65 in
Tinggi pasak =
81
Lebar pasak =
81
Torsi (T) = 945 lbin.
• Perhitungan panjang pasak
L ≥
sypW
AkF
.
.
L ≥
in26.0179000.81
2.69,2907=
a. Gaya yang bekerja pada pasak
Perencanaan Elemen Mesin Gear Box 81
FTI Teknik Mesin ITATS
F =
69,290765,0.1
945.2
.
.2==
Dn
T
lb
b. Pengecekan kekuatan pasak
• Ditinjau dari tegangan geser (L = b = 1 in)
A
Fs =τ
psiLW
Fs 52,23261
1.81
69,2907
.===τ
• Ditinjau dari tegangan tekan / kompresi
A
Fc =τ
psiLH
Fc 56,38278
1.81.5,0
41,2392
..5,0===τ
Syarat perencanaan aman : τ s dan τ c < Ssyp
Dimana:
0,58 sypSsyp
Ak
×=
psi519102
179000.58,0==
karena τ s dan τ c < Ssyp Maka perencanaan pasak aman.
a. Perencanaan pasak pada poros III
Data yang diketahui :
Bahan pasak AISI 5210 CD Syp = 179000 psi (tabel A-2
Appendix)
Angka keamanan (Ak) = 2
Perencanaan Elemen Mesin Gear Box 82
FTI Teknik Mesin ITATS
Diameter poros (D) = 0,79 in
Tinggi pasak =
81
Lebar pasak =
81
Torsi (T) = 945 lbin.
• Perhitungan panjang pasak
L ≥
sypW
AkF
.
.
L ≥
in21.0179000.81
2.41,2392=
• Gaya yang bekerja pada pasak
F =
41,239279,0.1
945.2
.
.2==
Dn
T
lb
• Pengecekan kekuatan pasak
• Ditinjau dari tegangan geser (L = b = 1 in)
A
Fs =τ
psiLW
Fs 3,19139
1.81
41,2392
.===τ
• Ditinjau dari tegangan tekan / kompresi
A
Fc =τ
Perencanaan Elemen Mesin Gear Box 83
FTI Teknik Mesin ITATS
psiLH
Fc 56,38278
1.81.5,0
41,2392
..5,0===τ
Syarat perencanaan aman : τ s dan τ c < Ssyp
Dimana:
0,58 sypSsyp
Ak
×=
psi519102
179000.58,0==
karena τ s dan τ c < Ssyp Maka perencanaan pasak aman.
4.6. perencanaan bantalan
4.6.1. Perencanaan Bantalan pada Poros
Data-data yang diketahui :
Roda gigi RA (lb) Fn (lb)1 887,1 1043,642 407,43 626,833 170,3 486,55
rivers 156,54 1043,64
• Kecepatan putaran (n input) = 2000 rpm
• Diameter poros (D) = 0,86 in
• Fr = Fn = 1043,64 lb
• Jenis bantalan double row notch ball dengan
dimension series 32, C = 5410 lb (table 9-3)
➢ Mencari Beban Equivalen
P = Fs ( x . v . Fr + Y . Fa )
P = 1 ( 0,5 . 1 . 1043,64 + 0 )
= 521,82 lb
Dimana :
Perencanaan Elemen Mesin Gear Box 84
FTI Teknik Mesin ITATS
○ Fr = 1043,64 lb
○ X = 0,5 (tabel 9-5)
○ V = 1 (ring dalam berputar)
○ Y = 0 (tabel 9-5)
○ Fs = 1 (tabel 9-8, uniform and steady load)
○ Fa = 0 (tanpa gaya aksial)
➢ Perhitungan umur bantalan
dimana:
b = konstanta bantalan = 3
n = putaran poros = 2.000 rpm
nx
P
CL
b
.60
106
10
=
=
2000.60
10
82,521
5410 63
x
= 9286,42 jam
4.7. Perencanaan Pelumasan
Data-data yang diketahui :
○ Putaran ( n input ) = 2000 rpm
○ Temperatur operasi = 150 o
F
○ D x n = 25 x 2000 = 50.000 (temperatur kerja 150 o
F)
○ Minyak pelumas dengan viskositas 120 SUS pada temperatur 150 o
F
➢ Viskositas Absolut ( Z )
Perencanaan Elemen Mesin Gear Box 85
FTI Teknik Mesin ITATS
−×=
SStZ
180..22,0ρ
Dimana :
Z = Viskositas absolute pada temperature f dalam centi point ( cp )
tρ= ‘spesipik gravity’ pelumas pada temperature f
S = 120 ( grafik 9-40 ) Say belt Universal Second (SUS)
➢ Spesifik Grafity ( ρ t )
Pada temperatur standart 60 oF dengan ρ 60 = 0,89 dan t (temp. test
FtF oo 150, =
ρ t = ρ 60 – 0,00035 x ( t – 60 )
= 0,89 – 0,00035 x (150 – 60)
= 0,86
Maka :
−×=
120
18012022,086,0 xZ
= 0,86 x 24,9
= 21,41 Cp
Dimana :
1 cp = 0,145 x 610−
reyns
➢ viskositas absolute dalam reyns :
( )610145,0 −= xZµ
( )610145,0376,21 −= xµ
Perencanaan Elemen Mesin Gear Box 86
FTI Teknik Mesin ITATS
610104,3 −= xµ reyns
Viskositas kinematik :
ρZ
Vt =
=
86,0
41,21
= 24,894 cs
Dari hasil perhitungan didapat, viskositas absolute (610.104,3 −=µ
reyns)
Fjatemperaturdengan 0150ker
maka dari grafik ( 8-13 ) dapat diketahui jenis
minyak pelumas
yang dipakai adalah jenis SAE 20 sampai 30, pada sistem
pelumasan rendam.
Perencanaan Elemen Mesin Gear Box 87
FTI Teknik Mesin ITATS
BAB V
KESIMPULAN
Secara umum diketahui, bahwa untuk merencanakan suatu element mesin
diperlukan ketelitian yang sangat tinggi dan dengan pertimbangan matang agar
mendapatkan hasil yang sesuai dengan yang direncanakan.
Perhitungan dan pemilihan material untuk mendapatkan dimensi yang
direncanakan tetap berpandangan bahwa suatu desain direncanakan sesuai dengan
kebutuhan dan ukuran. Serta memenuhi syarat keamanan yang diinginkan dan
memilih faktor ekonomi yang murah dengan hasil sebaik-baiknya.
Maka analisa data yang ada dapat diambil kesimpulan ukuran / dimensi dari
semua komponen yang dihitung.
5.1. Roda gigi
a. Roda gigi 1
- Diameter = 2"
- Lebar = 1,44"
- Diameter addendum = 2,28"
- Diameter dedendum = 1,72”
- Bahan = Steel BHN 375
b. Roda gigi 2
Perencanaan Elemen Mesin Gear Box 88
FTI Teknik Mesin ITATS
- Diameter = 8 "
- Lebar = 1,44 "
- Diameter addendum = 8,28 "
- Diameter dedendum = 7,72 ”
- Bahan = Steel BHN 375
c. Roda gigi 3
- Diameter = 3,33 "
- Lebar = 1,57 ”
- Diameter addendum = 3,62 "
- Diameter dedendum = 2,97 “
- Bahan = Steel BHN 275
d. Roda gigi 4
- Diameter = 6,67 "
- Lebar = 1,57 "
- Diameter addendum = 6,81 "
- Diameter dedendum = 6,31 "
- Bahan = Steel BHN 275
e. Roda gigi 5
- Diameter = 4,29 "
- Lebar = 1,48 "
- Diameter addendum = 4,57 "
- Diameter dedendum = 3,93 "
- Bahan = Steel BHN 200
f. Roda gigi 6
- Diameter = 5,71 "
- Lebar = 1,48 "
- Diameter addendum = 5,99 "
- Diameter dedendum = 5,35 "
- Bahan = Steel BHN 200
Perencanaan Elemen Mesin Gear Box 89
FTI Teknik Mesin ITATS
g. Roda gigi 7
- Diameter = 4 "
- Lebar = 1,73 "
- Diameter addendum = 4,29 "
- Diameter dedendum = 3,64 "
- Bahan = Steel BHN 375
h. Roda gigi 8
- Diameter = 4 "
- Lebar = 1,73 "
- Diameter addendum = 4,29 "
- Diameter dedendum = 3,64 "
- Bahan = Steel BHN 375
i. Roda gigi 9
- Diameter = 2 "
- Lebar = 1,73 "
- Diameter addendum = 2,29 "
- Diameter dedendum = 1,64 "
- Bahan = Steel BHN 375
5.2. Poros
a. Poros I
- Bahan poros = AISI 1095 HR Syp 83.000 Psi
- Diameter poros = ≥ 0.86 " = 21,84 mm
- Panjang poros = 10 "
b. Poros II
- Bahan poros = AISI 1095 HR Syp 83.000 Psi
- Diameter poros = ≥ 0,65 " = 16,51 mm
- Panjang poros = 10 "
Perencanaan Elemen Mesin Gear Box 90
FTI Teknik Mesin ITATS
c. Poros III
- Bahan poros = AISI 1095 HR Syp 83.000 Psi
- Diameter poros = ≥ 0,79 " = 20,07 mm
- Panjang poros = 2 "
5.3. Pasak
a. Pasak Poros I
- Digunakan type pasak standart flat key
- Bahan pasak = AISI 5210 CD Syp 179.000 Psi
- Diameter poros = 0,86 "
- Lebar pasak = 1/8 “ = 3,16 mm
- Tinggi pasak = 1/8 “ = 3,16 mm
- panjang pasak = 0,21 “ = 5,33 mm
b. Pasak Poros II
- Digunakan type pasak standart flat key
- Bahan pasak = AISI 5210 CD Syp 179.000 Psi
- Diameter poros = 0,65 "
- Lebar pasak = 1/8 “ = 3,16 mm
- Tinggi pasak = 1/8 “ = 3,16 mm
- panjang pasak = 0,26 “ = 6,6 mm
b. Pasak Poros III
- Digunakan type pasak standart flat key
- Bahan pasak = AISI 5210 CD Syp 179.000 Psi
- Diameter poros = 0,79 "
- Lebar pasak = 1/8 “ = 3,16 mm
- Tinggi pasak = 1/8 “ = 3,16 mm
- panjang pasak = 0,21 “ = 5,33 mm
5.4. Bantalan
Perencanaan Elemen Mesin Gear Box 91
FTI Teknik Mesin ITATS
a. Poros I
- Diameter lubang bantalan = 0,86 " = 21,84 mm
- Jenis bantalan = double Row nocth Ball Bearing
Dimension 32.
b. Poros II
- Diameter lubang bantalan = 0,65" = 16,5 mm
- Jenis bantalan = double Row nocth Ball Bearing
Dimension 32.
c. Poros III
- Diameter lubang bantalan = 0,79 " = 20,1 mm
- Jenis bantalan = double Row nocth Ball Bearing
Dimension 32.
5.5. Pelumasan
- Viscosias absolute (2) = 21,41
- Viscositas absolute dalam Reyns = 3,104 . 10-6
- Viscositas kinematik (Vt) = 24,894 cs
- jenis pelumas SAE 20 – 30 pada system pelumasan rendam
Perencanaan Elemen Mesin Gear Box 92
FTI Teknik Mesin ITATS
DAFTAR PUSTAKA
1. Deutsman, A.D, Walter J. Michels, Charles E. Wilson, Machine Design
Theory and Practice, Coller Macmillan International, Macmillan Publishing
Co. Inc. 1975.
2. Suga, Kyokatsu, Professor, toh – in Gakuen recnichal College, Japan, Dasar
Perencanaan dan Pemilihan Elemen Mesin, Ir. Sularso, MSME, (terj).
Departemen Mesin Institut Teknologi Bandung, 1980.
Perencanaan Elemen Mesin Gear Box 93
FTI Teknik Mesin ITATS
LAMPIRAN
Perencanaan Elemen Mesin Gear Box 94
FTI Teknik Mesin ITATS
Tabel Hasil Perhitungan Perencanaan Roda Gigi
Roda Gigi Diameter Diameter Diameter lebar Bahan
roda gigiaddendu
mdeddendu
m roda gigi 1 2 2,28 1,72 1,44 Stell BHN 3752 8 8,28 7,72 1,44 Stell BHN 3753 3,33 3,62 2,97 1,57 Stell BHN 2754 6,67 6,81 6,31 1,57 Stell BHN 2755 4,29 4,57 3,93 1,48 Stell BHN 2006 5,71 5,99 5,35 1,48 Stell BHN 2007 4 4,29 3,64 1,73 Stell BHN 3758 4 4,29 3,64 1,73 Stell BHN 3759 2 2,29 1,64 1,73 Stell BHN 375
Perencanaan Elemen Mesin Gear Box 95