TUGAS PERANCANGAN GEAR BOXELEMEN MESIN II

Kelompok 5:Blegoh Purwo PasriyantoAng Dedi SuwandiIko Printon NJimmy Agus Arraji Johan

SEKOLAH TINGGI TEKNIK PLN JAKARTA2015

Perencanaan gear box:I. Menentukan nilai modulII. Desain untuk gear spur III. Desain poros pinion IV. Desain poros gearV. Pemilihan bearingVI. Desain sealVII. Desain key joinVIII. Desain case

Diketahui : Np = 1200 rpm =V.RNg = 192 rpm P = 1 kw = 20op =40 Mpaog= 53 Mpa20% overload Tabel Minimum Jumlah Gigi PinionDidapat Dari Table Tp = 18

I. Menentukan nilai modul (mm)Diberikan m = Modul dalam (mm) b = Lebar Permukaan Dalam (mm)

Velocity Rasio

VR = = = 6.25 Diketahui Pitch Line Velocity :v = = = = 1130.97 m = 1.13 m Asumsi keadaan steady load dan 3 jam service per hari. service factor (Cs) dari table 28.10 diperoleh:Cs = 0.8Diketahui Gaya Tangensil Pada Gigi.WT= x Cs = x 0.8 = NVelocity factor = Cv = = Yp = 0.154 - =0.154 - =0.103And tooth from factor for gear :Yg = 0.154 - =0.154- =0.145op x Yp = 40 x 0.103 = 4. 12og x Yg = 53 x 0.145 = 7.685Karena (op x Yp) Lebih Kecil (og x Yg) .Menggunakan persamaan lewis untuk pinion . didapat :WT = wp b m Yp = (Dp x C) m Yp = 40 (10 m x m x 0.103 = 3+1.13 m = 0.548 = 0.548 -1.13 m-3m = 2.14 mmm = 2.5 mm ( modules dalam standar india)VR==6.25=6.25 TG=112.5

II. Desain untuk spur gearsDiketahui starting torque 20% over load dari pada normal torque . sedangkan spur gear dirancang untuk power sebagai berikut: P1=1.20 x P =1.2 X = 1200 W

Diketahui reduksi ratio gear (TC/TP) is 6.25 . sedangkan jumlah gigi pada gear yaitu: TG=6.25 X 18 = 112.5Modul untuk pinion dan gear yaitu 2.5 mm Pitch : diameter lingkaran dari pinion Dp= m.Tp=2.5 X 18 = 45mm = 0.045mDan pitch : diameter lingkaran dari gear DG=m.Tg=2.5 x 112.5 = 281.25mm

Kita ketahui bahwa pitch line velocity nya yaitu:V= = =2.82 m/sDengan asumsi pada kondisi steady load dan 3 jam service per hariDidapat service factor (Cs) dari table 28.1 yaitu:Cs=0.8Rancang gaya tangensial pada gigi WT= x Cs = (1200/2.82) x 0.8 = 340.42 NDiketahui untuk ordinary cut gears

Cv= = =0.51Yp=0.154 (0.912/18) = 0.103

Dari table 28.1 full depth infolute system

Diperoleh data sebagai berikut:No. Partikel20 full depth involute system

1Addendum1 x m2.5mm

2Dedendum1.25 x m3.125mm

3Working depth2 x m5mm

4Minimum total depth2.25 x m5.625mm

5Tooth thickness1.5708 x m3.927mm

6Minimum clearance0.25 x m0.625mm

7Fillet radius at root0.4 x m1mm

Keterangan : m adalah modul.

III. Desain Untuk poros pinionDiketahui normal load acting antara permukaan gigi

Wn =

Dan beban pinion diperoleh:Wp=0.00118Tp.b = 0.00118 x 18 25 x =3.31

Beban resultan dari pinion yaitu:WR = = = 365. 37 N

Kita desain bahwa pinion over hugs pada poros dan overhangnya sebesar 60 mm. sedangkan bending momen pada poros karena beban resultan yaitu : M = WR x 100 = 365.37 x 60 = 21922.2 N mm

Dan momen puntir pada poros pinion yaiut: T= WT x = 340.42 x =7659.45 Nmm

Equivalent Twisting MomentTe = = = 23221.75 N mm.

Keterangan dp : diameter poros pada pinion

Diketahui bahwa equivalent twisting momen ( Te)23221.75 =

Dp=14.35 mm dipilih 15 mm.Diketahui diameter dari pinion hub1.8 dp= 1.8 x 15 = 27 mm1.25 dp = 1.25 x 15 = 18.75 mmThickness of the web = 1.8 m= 1.8 x 2.5 = 4.5 mm

IV. Desain untuk poros gearTelah dihitung beban normal antara permukaan gigi yaitu WN=362.26 NBeban dari gear:Wg= 0.00118x Tg. b = 0.00118 x 112.5x25 x = 20.74 NBeban resultan pada gearWR = = = 381.81NKita desain bahwa gear over hugs pada poros dan overhangnya sebesar 60 mm. sedangkan bending momen pada poros karena beban resultan yaitu :

M = WR x 60 = 381.81 x 100 = 22908.6 N mmDan momen puntir pada poros gearT= WT x = 340.42 x =47871.56 NmmEquivalent Twisting MomentTe = = = 53070.61 N mm.Keterangan dg : diameter poros gearDiketahui equivalent twisting momen ( Te)53070.61 = dg=18.90 mm dipilih 20 mm.kita ketahui diameter dari gear hub1.8 dg= 1.8 x 20 = 36 mm1.25 dg = 1.25 x 20 = 25 mm

V. PEMILIHAN JENIS BEARING Jenis bearing yang dipilih yaitu:

Perhitungan umur dari bearing seperti berikut:

*warna merah untuk pinion*warna biru untuk gear

Untuk gear shaft sesuai umur yang dikehendaki yaitu: Lh= 20000 jam dengan putaran Ng= 192 rpm dan beban kerja 381.81 NUntuk bantalan C harus = 3.83 kNGaris tengah poros: 20 mmYang memenuhi ialah no bearing 61804 ,pemboran = 20 mm, lebar 7 mm, dengan C= 4.03 kN.Maka umur nominal yang dihitung Lh =

Untuk pinion shaft sesuai umur yang dikehendaki yaitu : Lh = 8000 jam dengan putaran Np=1200 rpm dan beban kerja 365.67 NUntuk bantalan C harus = 7.65 kN.diameter : 15 mmYang memenuhi ialah bearing 6202, pemboran 15 mm, lebar 11 mm, dengan c= 8.06 kNMaka umur nominal yang dihitung Lh=

VI. Desain sealFactor penting dalam pemilihan material seal yaitu temperature , medium being sealed, pressure, and shaft speed. Bahan yang dipilih yaitu hydrogenated nitrile rubber (HNBR). Karena temperature max. Dari bahan material ini lebih tinggi.

Kami memilih jenis dari radial sealnya yaitu type 3Radial shaf seal diameter in accordance with ISO-6194, diketahui:1. Diameter poros pinion : 15 mm2. Diameter poros gear : 20 mm*Warna biru untuk gear *Warna merah untuk pinion

Dipilih :pinion shaf : d= 15mm ; D=30mm ; b=7mm.Gear shaf: d=20mm ; D=30mm ; b=7mm.

Menghitung radial shaft seal in housing

Diketahui dari table diatas untuk b pada pinion dan gear sebesar 7 mm. sehingga : Pinion shaftSeal width:b(mm)= 7mm

b1= 0,85 x b = 5.95mmb2= b +0.3 =7.3mmr2 maks = 0.5 gear shaftseal width:b(mm)=7 mm

b1=0.85 x b= 5.95mmb2= b +0.3 =7.3mmr2 maks = 0.5

menghitung radial shaft seal on shaftrekomendasi nilai dari diameter d1 and radius R

warna merah pinionWarna biru gear

selsuai table diketahui d poros pinion= 15mm dan poros gear= 20mm, sehingga diperoleh:

untuk pinion d= 15mm ; d1= d-2.0 = 15-2.0=13mmr=2

untuk gear d=20mmd1=d-2.5=20-2.5=17.5mmr=3

VII. KEY JOINMenghitung besar gaya F pada key joinUntuk gear

Untuk pinion

Diketahui diameter poros pinion =15mm, dan diameter poros gear=20mm .

Sesuai dengan table diatas dengan melihat diameter poros pinion dan poros gear diperoleh :Untuk pinion b=5, h=5.Untuk gear b=6, h=6.

Menghitung Ad for key from B (square at both ends)

Untuk pinion

Untuk gear

Acceptable stress in a key is calculated from the formulaUntuk pinion diketahui F=; Ad=12.5; z=2 ; k= 1. Sehingga

Acceptable stress in a key is calculated from the formulaUntuk pinion diketahui F=; Ad=18; z=2 ; k= 1. Sehingga

Seperti yang terlihat ditable bahwa kd untuk gear dan pinion aman karena

Key length

Diketahui b x h untuk pinion =5x5, sedangkan untuk gear = 6x6. Sesuai table diatas maka kami menentukan panjang dari key tersebut yaituUntuk pinion , key length =12 mmUntuk gear , key length = 12 mm

VIII. Desain caseH=A (for case)First step of our design is to evaluated side wall thickness of the gear case we use the formulaA= center distance

A=120 mm

= 4mm

Supporting with it we accept

Next we choose a size of foundation bolts. We do it using the formula

= 12 + 0.036 x 120= 16.32 mm

Sesuai table 9.1

Sesuai table diperoleh:M16mmmmmm

Notice that the thickness of this flange isThickness = 2.35 x = 2.35 x 8 = 18.8 20 mm

And its bottom width isWidth =

As to bolts of the housing, their size is valuated with

Sesuai table 9.1 diperolehM12mmmmmmmm