reduksi roda gigi cacing

130
TUGAS PERENCANAAN ELEMEN MESIN III REDUKSI RODA GIGI CACING (REDUKTOR) Disusun Oleh MOH. FARID HUZAIN 112 00 0004

Upload: bambang-kurniawan

Post on 13-Feb-2016

333 views

Category:

Documents


17 download

DESCRIPTION

elemen mesin

TRANSCRIPT

Page 1: Reduksi Roda Gigi Cacing

TUGAS PERENCANAAN ELEMEN MESIN III

REDUKSI RODA GIGI CACING(REDUKTOR)

Disusun OlehMOH. FARID HUZAIN

112 00 0004

Page 2: Reduksi Roda Gigi Cacing

JURUSAN TEKNIK MESINFAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRIINSTITUT TEKNOLOGI INDONESIA

SERPONG, 2003LEMBAR PENGESAHAN

Yang bertanda tangan di bawah ini, menerangkan bahwa: Nama : MOH. FARID HUZAIN NRP : 112 00 0004 Jurusan : Teknik Mesin Fakultas : Teknologi Industri Institut Teknologi Indonesia

Telah menyelesaikan Tugas Perencanaan Elemen Mesin III dengan judul “Reduksi Roda Gigi Cacing (REDUKTOR)“ dengan nilai:

A B C D E

Demikian lembar pengesahan ini dibuat untuk digunakan seperlunya.

Serpong, September 2002

MENGESAHKAN:

Page 3: Reduksi Roda Gigi Cacing

Koordinator Tugas, Dosen Pembimbing,

(Ir. Soerjadi. HS, M.Sc.) (Ir. G. R. Kermite, M.Sc.E)

iDAFTAR ISI

Lembar pengesahan / Surat Keterangan ……………………………… i

Surat Tugas …………………………………………………………… ii

Formulir absensi ……………………………………………………… iii

Daftar isi ……………………………………………………………… iv

Kata Pengantar ……………………………………………………….. viii

Data – Data Teknis …………………………………………………… x

Notasi ………………………………………………………………… xi

BAB I. PENDAHULUAN

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

1.2 Tujuan Pembahasan ………………………………………. 2

1.3 Pembatasan Masalah ……………………………………… 2

1.4 Data-Data Perencanaan …………………………………… 2

1.5 Sistematika Pembahasan ………………………………….. 3

1.5. 1 Bab I. Pendahuluan ………………………………….. 3

1.5. 2 Bab II. Teori Dasar Roda Gigi ………………………. 3

1.5. 3 Bab III. Perencanaan dan perhitungan Pasangan

Page 4: Reduksi Roda Gigi Cacing

Roda Gigi Cacing ………………………….. 3

1.5. 4 Bab IV. Perencanaan dan perhitungan Pasangan

Roda Gigi Miring …………………….. 3

1.5. 5 Bab V. Perencanaan dan Perhitungan Poros ……… 3

1.5. 6 Bab VI. Perencanaan, Perhitungan Dan Pemeriksaan .. 3

1.5. 7 Bab VII. Perencanaan dan Perhitungan Pasak ……… 3

1.5. 8 Bab VIII. Perencanaan dan perhitungan Bantalan …. 3

iv

1.5. 9 Bab IX. Perencanaan dan Perhitu Efisiensi Mekanis … 3

1.5. 10 Bab X. Perencanaan dan Perhitungan Panas ……….. 3

1.5. 11 Bab XI. Perencanaan dan Perhitungan Dimensi-

Dimensi Lain ………………………………. 3

1.5. 12 Kesimpulan ………………………………………… 3

1.5. 13 Lampiran …………………………………………… 3

1.5. 14 Daftar Pustaka ……………………………………… 3

BAB II. TEORI DASAR RODA GIGI

2.1 Klasifikasi Roda Gigi ……………………………………. 5

2.2 Nama-nama Bagian Roda Gigi dan Ukurannya …………. 11

2.3 Perbandingan Putaran dan Perbandingan Roda Gigi ……. 13

2.4 Profil Roda Gigi dan Kelakuan …………………………. 15

2.4.1 Perbandingan Kontak ………………………………… 20

2.4.2 Luncuran Spesifik …………………………………… 25

2.4.3 Perbandingan Laju Luncuran Relatif ……………….. 29

BAB III. PERENCANAAN DAN PERHITUNGAN PASANGAN RODA

GIGI CACING

A. Bahan Pasangan Roda Gigi Cacing ………………………. 30

B. Perhitungan Dimensi Pasangan Roda Gigi Cacing ………. 30

Page 5: Reduksi Roda Gigi Cacing

C. Perhitungan Bagian-bagian Ulir Cacing ………………….. 31

D. Perhitungan Bagian-bagian Roda Gigi cacing ……………. 32

E. Dimensi Pasangan Roda Gigi Cacing …………………….. 35

F. Sketsa Uraian Gaya-gaya Pada Profil Gigi ……………….. 38

v

BAB IV. PERENCANAAN DAN PERHITUNGAN PASANGAN

RODA GIGI MIRING

A. Bahan Pasangan Roda Gigi Miring ……………………….. 39

B. Perhitungan Dimensi Pasangan Roda Gigi Miring ……….. 39

C. Perhitungan Roda Gigi Miring Terkecil ( Pinion ) ……….. 40

D. Perhitungan Roda Gigi Miring Terbesar …………………. 44

E. Sketsa Roda Gigi Miring …………………………………. 45

F. Sketsa Uraian Gaya-gaya Pada Profil Gigi ………………. 46

BAB V. PERENCANAAN DAN PERHITUNGAN POROS

A. Bahan Untuk Poros ……………………………………….. 47

B. Perhitungan Poros 1 ………………………………………. 47

C. Perhitungan Poros 2 ………………………………………. 49

D. Perhitungan Poros 3 ………………………………………. 51

BAB VI. PERENCANAAN, PERHITUNGAN DAN PEMERIKSAAN

KEKUATAN RODA GIGI

A. Pemeriksaan Ulir Cacing ………………………………… 53

B. Pemeriksaan Roda Gigi Cacing ………………………….. 54

C. Pemeriksaan Roda Gigi Miring Pinion …………………… 55

D. Pemeriksaan Roda Gigi Miring Untuk Roda Gigi Besar …. 56

Page 6: Reduksi Roda Gigi Cacing

BAB VII. PERENCANAAN DAN PERHITUNGAN PASAK

A. Bahan Untuk Pasak ………………………………………. 59

B. Perhitungan Pasak Untuk Poros 2 ………………………... 59

C. Perhitungan Pasak Untuk poros 3 ………………………… 60

BAB VIII. PERENCANAAN DAN PERHITUNGAN BANTALAN

A. Perhitungan Bantalan Untuk Poros In Put ……………….. 61

B. Perhitungan Bantalan Untuk Poros 2 …………………….. 62vi

C. Perhitungan Untuk Poros Out Put ………………………... 63

BAB IX. PERENCANAAN DAN PERHITUNGAN EFISIENSI

MEKANIS ……………………………………………….. 65

BAB X. PERENCANAAN DAN PERHITUNGAN PANAS …….. 66

BAB XI. PERENCANAAN DAN PERHITUNGAN DIMENSI-

DIMENSI LAIN ………………………………………… 67

A. Roda Gigi Cacing ………………………………………… 67

B. Roda Gigi Miring ………………………………………… 67

KESIMPULAN ……………………………………………………. 69

DAFTAR PUSTAKA ……………………………………………… 79

Page 7: Reduksi Roda Gigi Cacing

vii

KATA PENGANTAR

Dengan mengucapkan puji syukur kehadirat Allah SWT bahwa saya

selaku penulis telah dapat menyelesaikan Tugas Perencanaan Elemen Mesin

III dengan judul “Reduksi Roda Gigi Cacing“ tepat pada waktunya.

Penulisan Tugas Perencanaan Elemen Mesin III ini ditunjukkan untuk

memenuhi salah satu syarat dari lima tugas perencanaan yang antara lain

merupakan syarat pengambilan Tugas Akhir. Dengan penyusunan tugas ini

diharapkan para Mahasiswa / Mahasiswi Jurusan Teknik Mesin dapat

menganalisa prinsif kerja dari elemen pada suatu konstruksi mesin.

Penulisan tugas ini sebenarnya masih jauh dari sempurna dalam

penyajiannya, oleh karena itu penulis sangat mengharapkan adanya kritik

dan saran-saran yang membangun, agar dalam penulisan / pembuatan tugas

yang akan datang menjadi lebih baik lagi.

Sebelum dan sesudahnya penulis mengucapkan terima kasih yang

sebesar-besarnya kepada pihak yang telah membantu baik materil maupun

spiritual, sehingga penulisan tugas ini dapat diselesaikan tepat pada

Page 8: Reduksi Roda Gigi Cacing

waktunya. Semoga apa yang telah diberika mendapat balasan dari Allah

SWT ( Amin …. ).

Kemudian penulis juga tidak lupa mengucapkan banyak terima kasih

kepada Yth :

Ir. Abdul Rachman, M.S.C selaku Dosen Elemen Mesin III

Ir. G.R. Kermite, M.Sc.E selaku Dosen Pembimbing

Ibu dan Bapak tercinta yang telah banyak memberikan dorongan-

viii

materil maupun spiritual.

Rekan-rekan Mahasiswa yang telah banyak membantu penulis

sehingga tugas ini dapat kami selesaikan.

Akhirnya penulis mengharapkan semoga Tugas Perencanaan Elemen

Mesin III ini dapat bermanfaat bagi pembaca serta bagi penulisnya sendiri,

atas perhatiannya penulis ucapkan banyak terima kasih.

Penulis,

Page 9: Reduksi Roda Gigi Cacing

ix

DATA – DATA TEKNIS

Merencanakan Kotak Gigi Reduksi ( Reduktor )

# Pasangan pertama ( In Put ) adalah : Poros cacing dengan roda gigi cacing

# Pasangan kedua ( Out put ) adalah : Pasangan roda gigi miring

# Perbandingan reduksi total : itot = 197

# Daya penggerak poros cacing adalah : Nmak = 38,5 HP

# Putaran adalah : n = 8000 rpm

Perhitungan dengan system SI Unit.

Gambar dengan Skala = 1 : 1

Diagram aliran untuk masing-masing perhitungan

Page 10: Reduksi Roda Gigi Cacing

x

NOTASIUntuk Perhitungan Pasangan Roda Gigi Cacing :

NOTASI SATUAN BESARAN

HB Nmm-2 Kekerasan Brinel

σ Nmm-2 Tegangan Tarik

-

σ Nmm-2 Tegangan tarik yang diizinkan

-

τ Nmm-2 Tegangan geser yang diizinkan

SF - Faktor keamanan

i - Perbandingan reduksi

Z1 - Jumlah ulir poros cacing

Z2 - Jumlah gigi roda gigi cacing

y - Sudut kisar

a mm Jarak sumbu poros

ms mm Modul aksial

mn mm Modul normal

do1 mm Diameter pitch poros cacing

Page 11: Reduksi Roda Gigi Cacing

do2 mm Diameter pitch roda gigi cacing

hk mm Tinggi kepala ulir cacing

h1 mm Tinggi kaki ulir cacing

Ck mm Kelonggaran puncak

H mm Tinggi kaki

dk1 mm Diameter luar poros cacing

di mm Diameter inti poros cacing

xi

BAB I

PENDAHULUAN1.1 Latar Belakang. Untuk menggerakkan suatu mekanisme, seringkali tidak dapat langsung

mempergunakan sumber daya penggerak karena daya dan putaran yang tidak sesuai

dengan mekanisme tersebut, begitu pula arah putarannya.

Maka untuk mengatasi hal tersebut, dipergunakan suatu terminal yang disebut transmisi

daya.

Transmisi daya ini terdiri dari bermacam-macam cara dan diantaranya adalah

transmisi dengan roda gigi, yang akan kita bahas sekarang ini.

Transmisi roda gigi terdiri atas :

1. Transmisi roda gigi untuk poros sejajar

2. Transmisi roda gigi untuk poros yang tidak sejajar, tetapi terletak pada satu bidang.

Untuk memudahkan suatu daya atau putaran, disamping menggunakan transmisi,

dapat juga digunakan :

1. Sabuk ( Belt )

2. Rantai ( Chain )

Didalam tugas perencanaan ini, dipergunakan pasangan roda gigi cacing, yang

terdiri atas sebuah cacing yang mempunyai ulir dan sebuah roda gigi cacing yang

berkaitan dengan cacing. Ciri yang sangat menonjol pada roda gigi cacing adalah

Page 12: Reduksi Roda Gigi Cacing

kerjanya yang halus dan tanpa bunyi, serta memungkinkan perbandingan transmisi yang

besar.

Perbandingan reduksi dapat dibuat sampai 1 : 100

Pada umumnya arah transmisi tidak dapat dibalik untuk menaikkan putaran dari

roda cacing ke cacing.

1

1.2 Tujuan Pembahasan. Tujuan pertama dari penulisan ini untuk melengkapi kuliah Elemen Mesin III dan

tujuan kedua bersifat praktis.

Tujuan-tujuan tersebut adalah :

@ Untuk mendalami cara perancangan reduksi roda gigi cacing.

@ Untuk menetapkan parameter-parameter dan bentuk komponen mekanik.

@Untuk menetapkan teori-teori pada suatu bentuk rancang bangun elemen mesin.

1.3 Pembatasan Masalah Ruang lingkup pembahasan ini adalah :

- Penentuan jenis bentuk geometri, dimensi, dan bahan dari komponen yang

dipergunakan pada perencanaan reduksi roda gigi cacing.

- Faktor keamanan dan rumus-rumus yang dipergunakan semuanya berdasarkan

referensi.

1.4 Data – Data Perencanaan Merencanakan kotak gigi reduksi :

# Pasangan pertama ( In Put ) adalah : Poros cacing dengan roda gigi cacing

# Pasangan kedua ( Out Put ) adalah : Pasangan roda gigi miring

# Perbandingan reduksi total : itot = 197

# Daya penggerak poros cacing adalah : Nmak = 38,5 HP

Page 13: Reduksi Roda Gigi Cacing

# Putaran adalah : n = 8000 rpm

2

1.5 Sistematika Pembahasan

1.5. 1 Bab I. Pendahuluan.

1.5. 2 Bab II. Teori Dasar Roda Gigi.

1.5. 3 Bab III. Teori Dasar Roda Gigi Cacing

1.5. 4 Bab IV. Perencanaan dan Perhitungan Pasangan Roda Gigi Cacing.

1.5. 5 Bab V. Perencanaan dan Perhitungan Pasangan Roda Gigi Miring.

1.5. 6 Bab VI. Perencanaan dan Perhitungan Poros.

1.5. 7 Bab VII. Perencanaan, Perhitungan dan Pemeriksaan Kekuatan

Roda Gigi.

1.5. 8 Bab VIII. Perencanaan dan Perhitungan Pasak.

1.5. 9 Bab IX Perencanaan dan Perhitungan Bantalan.

1.5.10 Bab X. Perencanaan dan Perhitungan Efisiensi Mekanis.

1.5.11 Bab XI. Perencanaan dan Perhitungan Panas.

1.5.12 Bab XII. Perencanaan dan Perhitungan Dimensi-dimensi Lain.

1.5.13 Kesimpulan.

1.5.14 Lampiran.

1.5.15 Daftar Pustaka.

Page 14: Reduksi Roda Gigi Cacing

3

BAB II

TEORI DASAR RODA GIGI

Roda gesek adalah jika dua buah roda berbentuk silinder / kerucut yang saling

bersinggungan pada kelilingnya salah satu diputar maka yang lain akan ikut berputar

pula.

Guna menstransmisikan daya besar dan putaran yang tepat tidak dapat dilakukan

dengan roda gesek. Untuk ini, kedua roda tersebut harus dibuat bergigi pada kelilingnya

sehingga penerusan daya dilakukan oleh gigi-gigi kedua roda yang saling berkait. Roda

bergigi semacam ini, yang dapat berbentuk silinder atau kerucut, disebut roda gigi.

Cara lain untuk menstransmisikan / meneruskan daya :

1. Sabuk ( Belt )

2. Rantai ( Chain )

Keunggulan dari transmisi roda gigi adalah :

- Gerakannya bebas slip, halus.

- Beban yang dipindahkan konstan.

- Ruangan yang diperlukan lebih kecil.

- Efisiensi pada umumnya lebih tinggi.

- Daya lebih besar.

- Putaran lebih tinggi dan tepat.

Page 15: Reduksi Roda Gigi Cacing

- Lebih ringkas.

Kerugian dari transmisi roda gigi adalah :

* Perpindahannya kekar dan kaku.

* Suaranya agak berisik.

* Untuk ukuran roda yang sama dan poros yang kokoh roda gigi lebih mahal

dibandingkan sabuk dan rantai.

4

2.1 Klasifikasi Roda Gigi Roda gigi diklasifikasikan seperti dalam table 6.1, menurut letak poros, arah

putaran, dan bentuk jalur gigi. Roda-roda gigi terpenting yang disebutkan diatas,

diperlihatkan dalam gambar.

Roda gigi dengan poros sejajar adalah roda gigi dimana giginya berjajar pada dua

bidang silinder ( disebut “ bidang jarak bagi “ ). Kedua bidang silinder tersebut

bersinggungan dan yang satu menggelinding pada yang lain dengan sumbu tetap sejajar.

Page 16: Reduksi Roda Gigi Cacing

5a. Roda gigi lurus : merupakan roda gigi paling dasar dengan jalur gigi yang

sejajar poros.

b. Roda gigi miring : mempunyai jalur gigi yang membentuk ulir pada silinder

jarak bagi.

Pada roda gigi miring ini, jumlah pasangan gigi yang

saling membuat kontak serentak ( disebut “ perbandingan

kontak “ ) adalah lebih besar dari pada roda gigi lurus,

sehingga perpindahan momen / putaran melalui gigi-gigi

tersebut dapat berlangsung dengan halus. Sifat ini sangat

baik untuk mentransmisikan putaran tinggi dan beban

besar. Namun roda gigi miring memerlukan bantalan

aksial dan kotak roda gigi yang lebih kokoh, karena jalur

gigi yang berbentuk ulir tersebut menimbulkan gaya

reaksi yang sejajar dengan poros.

Page 17: Reduksi Roda Gigi Cacing

6c. Roda gigi miring ganda : gaya aksial yang timbul pada gigi yang mempunyai alur

berbentuk V tersebut, akan saling meniadakan.

Dengan roda gigi ini, perbandingan reduksi, kecepatan

Keliling, dan daya yang diteruskan dapat diperbesar,

tetapi pembuatanyan sukar.

d. Roda gigi dalam dan pinion : Dipakai jika diinginkan alat transmisi dengan ukuran

kecil dengan perbandingan reduksi besar, karena

pinion terletak didalam roda gigi.

Page 18: Reduksi Roda Gigi Cacing

7 e. Batang gigi dan pinion : merupakan dasar profil pahat pembuat gigi.

f. Roda gigi kerucut lurus : dengan gigi lurus, adalah yang paling mudah dibuat dan

paling sering dipakai. Tapi roda gigi ini sangat berisik ka-

rena perbandingan kontak yang kecil. Juga konstruksi tdk

memungkinkan pemasangan bantalan pada kedua ujung

poros-porosnya.

Page 19: Reduksi Roda Gigi Cacing

8g. Roda gigi kerucut spiral : karena mempunyai perbandingan kontak yang lebih

besar, dapat meneruskan putaran tinggi dan beban be-

sar. Sudut poros kedua roda gigi kerucut ini biasanya

dibuat 900 .

h. Roda gigi permukaan : roda gigi dengan poros berpotongan berbentuk

istimewah.

Page 20: Reduksi Roda Gigi Cacing

i. Roda gigi miring silang : kontak titik, gerakan lurus dan berputar.

9j. Roda gigi cacing silindris : mempunyai cacing berbentuk silinder dan lebih umum

dipakai.

k. Roda gigi cacing globoid : dipakai untuk beban besar, dengan perbandingan kon-

tak yang lebih besar.

Page 21: Reduksi Roda Gigi Cacing

l. Roda gigi hipoid : dipakai pada roda gigi diferensial otomobil.

10

2.2 Nama-nama Bagian Roda Gigi Dan Ukurannya. Nama-nama bagian utama roda gigi diberikan dalam gambar 6.2. Adapun

ukurannya dinyatakan dengan diameter lingkaran jarak bagi, yaitu lingkaran khyal yang

menggelinding tanpa slip. Ukuran gigi dinyatakan dengan “ jarak bagi lingkaran “, yaitu

jarak sepanjang lingkaran jarak bagi antara profil dua gigi yang berdekatan.

Jika diameter lingkaran jarak bagi dinyatakan dengan d ( mm ), dan jumlah gigi dengan z,

maka jarak bagi lingkaran t ( mm ) dapat ditulis sebagai berikut :

π . d

t = ………………… ( 2.1 )

Page 22: Reduksi Roda Gigi Cacing

z

Jarak bagi lingkaran : keliling lingkaran jarak bagi dibagi dengan jumlah gigi.

Untuk mengetahui modulnya digunakan rumus :

d

m = …………………… ( 2.2 )

z

11Dengan cara ini m dapat ditentukan sebagai bilangan bulat / bilangan pecahan 0,5 dan

0,25 yang lebih praktis. Juga karena :

π x m = t

maka modul dapat menjadi ukuran gigi.

Cara lain untuk menyatakan ukuran gigi ialah dengan “ jarak bagi diameter “.

Dalam hal ini diameter lingkaran jarak bagi diukur dalam inch, maka jarak bagi diametral

DP adalah jumlah gigi per inch diameter tersebut. Jika diameter lingkaran jarak bagi

dinyatakan sebagai d ( in ), maka :

2.3. Perbandingan putaran dan perbandingan roda gigi.

z 1

DP = ( ) …………..( 2.3 )

d in

Dari persamaan ini dapat dilihat bahwa jika DP kecil, berarti giginya besar. Sebagian

besar gigi dari Amerika / Eropa dinyatakan dengan harga DP tersebut.

Adapun hubungan antara DP dan m adalah sebagai berikut :

25,4

m = ………………… ( 2.4 )

DP

Kepala : bagian gigi diluar lingkaran jarak bagi.

Page 23: Reduksi Roda Gigi Cacing

Tinggi kepala : tinggi yang besarnya biasanya sama dengan modul m

( mm ) atau satu per jarak bagi diametral : 1

( ) ( in ).

DP

Kaki : bagian gigi disebelah dalam lingkaran jarak bagi.

Tinggi kaki : tingginya yang besarnya biasanya sama dengan ( m + Ck )

dalam ( mm ), atau 1

( + Ck ) dalam ( in ).

DP

Ck : kelonggaran puncak yaitu celah antara

lingkaran kaki dari gigi pasangannya.

12Disepanjang lingkaran jarak bagi, terdapat tebal gigi dan celah / kelonggaran, yang

besarnya biasanya sama dengan π . m π

( mm ) atau dalam ( in )

2 ( 2 . DP )

Titik jarak bagi : titik potong antara profil gigi dengan lingkaran jarak bagi.

Profil gigi berbentuk involut.

Sudut tekan : sudut antara garis normal kurva profil pada titik jarak bagi

dengan garis singgung lingkaran jarak bagi pada titik yang

sama.

Roda gigi standard : roda gigi yang mempunyai sudut tekan yang sama besar

proporsinya seperti yang telah diuraikan diatas.

Modul roda gigi standard dalam JIS dapat dilihat pada table 6.2 yang ditentukan sesuai

dengan batang gigi dasar.

2.3 Perbandingan Putaran dan Perbandingan Roda Gigi

Page 24: Reduksi Roda Gigi Cacing

Jika putaran roda gigi yang berpasangan dinyatakan dengan n1 ( rpm ) pada poros

penggerak dan n2 ( rpm ) pada poros yang digerakkan, diameter lingkaran jarak bagi d1

dan d2 ( mm ), dan jumlah gigi Z1 dan Z1, maka perbandingan putaran U adalah :

n2 d1 m . Z1 Z1 1 ….( 2.5 )

U = = = = =

n1 d2 m . Z2 Z2 i ….( 2.6 )

Harga i : perbandingan antara jumlah gigi pada roda gigi dan pinion

disebut perbandingan roda gigi / perbandingan transmisi.

Perbandingan 4 - 5 roda gigi lurus standard dapat diperbesar sampai 7

dengan perubahan kepala.

13Pada roda gigi miring dan miring ganda : perbandingan tersebut dapat sampai 10.

Roda gigi biasanya dapat dipakai untuk reduksi ( U < 1 atau i > 1 ) tetapi

kadang juga dipakai untuk menaikkan putaran ( U > 1 atau I , 1 ).

Jarak sumbu poros a ( mm ) dan diameter lingkaran jarak bagi d1 dan d2 ( mm )

dapat dinyatakan sebagai :

a = ( d1 + d2 ) / 2 = m ( Z1 + Z2 ) / 2

d1 = 2a / ( 1 + i ) ……………………. ( 2.7 )

d2 = 2 . a . i ( 1 + i )

Page 25: Reduksi Roda Gigi Cacing

14

2.4 Profil Roda Gigi dan Kelakuan Lingkaran dasar adalah lintasan yang ditempuh ujung benang sejak mulai lepas

dari permukaan silinder, akan membentuk involut ( gambar 6.3 ). Pada dua roda gigi

yang berpapasan, titik kontak antara profil gigi pinion dan roda gigi bergerak sepanjang

garis yang ditarik menyinggung kedua lingkaran dasar dan memotong garis sumbu O1

O2 ( gambar 6.4 ). Garis singgung bersama ini disebut “ garis kaitan “ atau “ garis

tekanan “. Jika titik dimana lingkaran kepala pinion memotong garis tekanan disebut K1

dan titik dimana lingkaran kepala roda gigi besar memotong garis tekan disebut K2, maka

K2 K1 adalah “ panjang lintasan kontak “. Jika O1 dan O2 memotong garis tekanan pada

titik P, maka lingkaran yang mempunyai jari – jari O1 P dan O2 P menjadi lingkaran

jarak bagi dari roda gigi yang berpasangan ini ( gambar 6.5 ).

Page 26: Reduksi Roda Gigi Cacing

15 Keliling lingkaran dasar dapat dibagi oleh jumlah gigi tanpa memberikan sisa.

Jarak te ( mm ) antara dua kurva yang berdekatan ( gambar 6.11 a ) disebut “ jarak bagi

normal “. Jika diameter lingkaran dasar dinyatakan dengan dg ( mm ) dan jumlah gigi Z,

maka te dapat ditulis sebagai berikut :

π . dg

Te = …………………… ( 2.8 )

Z

Sudut a ( 0 ) yaitu sudut kemiringan garis tekanan, disebut “ sudut

tekanan “ yang merupakan arah tekanan pada permukaan gigi.

Page 27: Reduksi Roda Gigi Cacing

16 Hubungan antara diameter lingkaran dasar dg ( mm ) dan diameter lingkaran

jarak bagi d ( mm ) adalah sebagai berikut :

dg = d cos α …………………… ( 2.9 )

Dimana : α = sudut PO1 I1 = sudut PO2 I2 ( gambar 6.4 )

Persamaan berikut ini memberikan hubungan antara jarak bagi normal te dan

jarak bagi lingkar t.

π . d

te = cos α = t cos α ………………….. ( 2.10 )

Z

π . m

Profil batang gigi standard mempunyai tebal gigi ( mm )

2

π . m

lebar ruang ( mm ) pada garis datum ; sudut kemiringan gigi 200

2

( pada gigi kuno 14,50 atau 150 ), tinggi kepala hk = K . m ( mm ), tinggi kaki hf

= K . m + Ck ( mm ), dimana K adalah factor tinggi kepala yang besarnya biasanya =

Page 28: Reduksi Roda Gigi Cacing

1 dan kadang-kadang = 0,8 , 1,2 dsb, dan kelonggaran puncak Ck ( mm ) biasanya =

0,25 x modul atau lebih. Batang gigi yang mempunyai tinggi kepala hk = m, K = 1

dan tinggi kaki hf = 1,25 m, K = 1 seperti dalam gambar 6.7 ( a ), merupakan batang

gigi dasar yang paling umum.

Agar profil pahat dapat memotong kelonggaran puncak, harus dipertinggi dengan

Ck = 0,25 m dibandingkan dengan batang gigi dasarnya. Dengan demikian tinggi

kepala pahat menjadi hkc = hk + Ck = m + 0,25 m. Untuk gigi gemuk, dipakai

batang gigi dasar dalam gambar 6.7 ( b ), dan untuk gigi berkedalaman lebih ( pada roda

gigi kapal ) dipakai batang gigi dalam gambar 6.7 ( c ).

17 Untuk proporsionil roda gigi lurus standard yang didasarkan atas modul diberikan

dalam table 6.3. Diantaranya, diameter luar dk ( mm ) dan tinggi gigi atau kedalaman

perpotongan gigi H ( mm ) dapat ditulis sebagai berikut :

Dk = ( Z + 2 ) m ……………………. ( 2.11 )

H = Zm + Ck ……………………. ( 2.12 )

Ck = kelonggaran puncak

Page 29: Reduksi Roda Gigi Cacing

18 Pada jam dipergunakan profil gigi sikloida.

Sifat –sifat profil gigi sikloida adalah :

Kontak antar gigi berlangsung dengan gesekan yang relatif kecil.

Tekanan pada permukaan gigi rendah.

Gaya pemisah kecil.

Dapat mempunyai jumlah gigi sedikit.

Dapat menaikkan putaran.

Pada roda gigi yang dikembangkan oleh Novikov ( gambar 6.9 ), giginya

melakukan kontak menurut suatu titik ( atau, sebenarnya bidang elips kecil ) yang

bergerak sepanjang lebar sisi gigi miring. Roda gigi ini kemudian diperbaiki oleh

Honobe, Ioi juga merencanakan profil untuk pompa.

Adapun kelakuan roda gigi dapat digambarkan dengan besaran atau harga-harga

yang menunjukkan wataknya, yaitu :

1. Perbandingan kontak.

2. Luncuran spesifik.

3. Perbandingan laju luncuran relatif.

4. Interferensi.

Page 30: Reduksi Roda Gigi Cacing

19

2.4.1 Perbandingan Kontak Agar roda gigi dapat berputar dengan halus, harus dipenuhi suatu persyaratan

dimana sebelum suatu pasangan gigi saling melepaskan kaitannya, perhatikan letak C1

dan C2 ( gambar 6.10 ), yaitu titik-titik jarak bagi pada sisi kedua gigi dimana kaki gigi

pinion sedang mulai mengait ujung gigi pasangannya. Pinion menggerakkan roda gigi

besar, dan titik C1 dan C2 mencapai titik jarak bagi P. Sudut C1 O1 P dan C2 O2 P

disebut sudut undur.

Titik kaitan permulaan pada posisi C1 dan C2 adalah K2, yang merupakan titik

potong antara lingkaran kepala roda gigi dan garis tekanan. Titik akhir kaitan pada dan

garis tekanan. Panjang lintasan K2 K1 = Z disebut panjang lintasan kontak.

Menjelang akhir kaitan pasangan gigi yang pertama, pasangan berikutnya telah

mulai berkait, sehingga pada saat tersebut terdapat dua pasang gigi yang meneruskan

momen. Ketika pasangan baru membuat kontak permulaan di titik K2, pasangan yang

pertama telah berda didepan sejauh jarak bagi normal te = π . db1 cos ά b / Z1

( mm ) pada garis tekanan ( gambar 6.11 ). ( Tentang db1 dan άb akan diterangkan

kemudian ). Setelah pasangan pertama melepaskan kaitannya, maka pasangan berikutnya

tadi bekerja sendirian meneruskan momen.

Page 31: Reduksi Roda Gigi Cacing

20

Page 32: Reduksi Roda Gigi Cacing

21 Perbandingan antara panjang lintasan kontak dan jarak bagi normal, yang diberi

symbol ε , disebut “ perbandingan kontak “. Jadi :

Z

ε = ……………………. ( 2.13 )

te

Page 33: Reduksi Roda Gigi Cacing

Arti ε dapat diterangkan demikian. Misalkan suatu pasangan roda gigi mempunyai harga

ε = 1,4 seperti diperlihatkan dalam gambar 6.12. Titik K2 merupakan titik permulaan

kontak, dan K1 adalah titik akhir kontak, sehingga K2K1 merupakan panjang lintasan

kontak atau Z. Bila suatu pasangan gigi mulai melakukan kontak di K2, maka pasangan

terdahulu masih melakukan kontak di M1. Jarak K2M1 = M2K1 = te. Jadi pada saat

titik kontak pasangan gigi yang terdahulu bergerak menjalani M1K1, pasangan yang

terakhir menempuh K2M2, yang jaraknya masing-masing sama dengan 0,4 te, sehingga

dalam jangka waktu tersebut ada 2 pasang gigi yang berkaitan.

22Setelah jangka waktu tersebut, yaitu pada lintasan titik kontak M2M1, pasangan yang

terdahulu telah melepaskan kaitannya, sehingga tinggal satu pasang saja, yaitu pasangan

terakhir, yang masih melakukan kontak. Dalam gambar 6.12, jumlah gigi yang berkait

sepanjang lintasan kontak digambarkan dengan diagram ( C ).

Jika harga ε = 2, maka pada saat suatu pasangan gigi melepaskan kaitannya,

pasangan berikutnya sudah mulai membuat kontak. Jadi jumlah pasangan yang berkait

selalu ada dua buah. Dalam keadaan demikian, roda gigi menjadi lebih tahan dan

berkurang bunyinya asalkan dibuat dengan ketelitian baik. Tetapi, jika diinginkan harga

ε = 2 pada waktu merencanakan roda gigi, maka karena adanya kemungkinan kesalahan

pembuatan serta perubahan bentuk tersebut, harga tersebut perlu diambil sebesar 2,07

dan 2,08. Pembesaran perbandingan kontak selalu diikuti dengan pengurangan kekuatan

gigi ( masing-masing gigi ).

Dalam hal roda gigi lurus, harga ε minimum adalah 1,1 ; tetapi sebaiknya

dipilih antara 1,4 dan 1,6. Untuk mencapai harga lebih dari 2,0, beberapa cara dapat

dianjurkan misalnya dengan memperkecil sudut tekanan ( umpamanya 17,50 ),

memperbesar jumlah gigi, memakai roda gigi miring, dan sebagainya. Namun, harga

Page 34: Reduksi Roda Gigi Cacing

tersebut sebaiknya dibatasi sampai 2,5 atau 2,7, karena perbandingan kontak yang

terlalu besar cenderung untuk memperbesar bunyi.

Persamaan perbandingan kontak roda gigi lurus involut dapat diturunkan dari

gambar 6.13 sebagai berikut :

dg1 dg1

K1P = tan α K1 - tan αb

2 2

…………………………. ( 2.14 )

dg2 dg2

K2P = tan α K2 - tan αb

2 2

23Dimana :

dg1 = diameter lingkaran dasar pinion ( mm )

dg2 = diameter lingkaran dasar roda gigi ( mm )

αb = sudut tekanan kerja ( 0 )

αK1 = sudut tekanan pada puncak pinion ( 0 )

αK2 = sudut tekanan pada puncak roda gigi besar ( 0 )

Page 35: Reduksi Roda Gigi Cacing

Hubungan antara besaran-besaran diatas dengan diameter lingkaran-lingkaran

jarak bagi kerja db1 dan db2 ( mm ), diameter lingkaran kepala dk1 dan dk2, dan

jumlah gigi Z1 dan Z2 adalah sebagai berikut :

dk1 cos α K1 = db1 cos α b = dg1

dk2 cos α K2 = db2 cos α b = dg2 …………………. ( 2.15 )

db2 / db1 = dg2 / dg1 = Z2 / Z1 = I

K2 . P

Perbandingan = ε2 disebut perbandingan kontak datang, dan

te

K1 . P

= ε1 disebut perbandingan kontak undur. Maka pers. 2.14 dan

te

2.8 dapat diperoleh.

24 K1 . P ( dg1 / 2 ) tan α K1 – ( dg1 / 2 ) tan αb

ε1 = =

te ( π dg1 / Z1 )

K2 . P ( dg2 / 2 ) tan α K2 – ( dg2 / 2 ) tan αb

ε2 = =

te ( π dg2 / Z2 )

atau Z1

ε1 = ( tan α K1 - tan αb )

2 π ………………………. ( 2.16 )

Z2

ε2 = ( tan α K2 - tan αb )

2 π

ε = ε1 + ε2

2.4.2 Luncuran Spesifik

Page 36: Reduksi Roda Gigi Cacing

Seperti diperlihatkan dalam gambar 6.14, dimisalkan sisi kaki pinion dan sisi

kepala roda gigi besar yang berkait di C berputar dengan dψ1 dan dψ2 ( rad ),

dimana dψ1 dan dψ2 = i, dan saling membuat kontak baru di titik C.

25Untuk masing-masing profil gigi yang berpasangan, lintasan yang ditempuh oleh titik

yang tadinya membuat kontak di C adalah C1C = ds1 dan C2C = ds2.

Perbandingan selisih lintasan terhadap masing-masing lintasan adalah :

ds1 – ds2

σ1 =

ds1

ds2 - ds1

σ2 = ………………………… ( 2.17 )

ds2

σ1 dan σ1 disebut luncuran spesifik dari pinion danluncuran spesifik dari roda gigi

besar. Jika CC = r, dan bila dψ1 dan dψ2 sangat kecil, maka ds1 dapat dipandang

sebagai busur lingkaran yang berpusat di I1 dengan jari-jari ( Rg1 tan αb + r ) dan

sudut pusat dψ1 demikian pula ds2 dapat dipandang sebagai busur lingkaran dengan

pusat I2, jari-jari ( Rg2 tan αb - r ) dan sudut pusat dψ1. Disini Rg1 = dg1 / 2,

dan Rg2 = dg2 / 2. Dari pers. ( 2.17 ), persamaan berikut ini dapat diturunkan :

Page 37: Reduksi Roda Gigi Cacing

( Rg1 tan αb + r ) dψ1 – ( Rg2 tan αb – r ) dψ2 ( 1 + 1 / i ) r

σ1 = =

( Rg2 tan αb + r ) dψ1 Rg1 tan αb + r

……………………… ( 2.18 )

( Rg2 tan αb + r ) dψ2 – ( Rg1 tan αb – r ) dψ1 ( 1 + 1 / i ) r

σ1 = =

( Rg2 tan αb + r ) dψ2 Rg2 tan αb + r

Harga-harga tersebut bervariasi menurut lintasan titik kontak. σ1 menjadi

maksimum pada saat terjadi kontak antara puncak kepala pinion dan kaki roda gigi besar.

Jika σ1 maksimum dinyatakan sebagai Y1, dan r ditulis sebagai berikut :

R = Rg1 ( tan α K1 – tan αb ), maka

26 ( 1 + i ) Rg1 ( tan α K1 – tan αb ) ( 1 + i ) (tan α K1 – tan αb )

y1 = =

Rg2 tan αb – Rg1 ( tan α K1 – tan αb ) ( 1 + i ) tan αb – tan α K1

( 1 + i ) [ 1 – (tan αb / tan K1 )]

=

( 1 + i ) ( tan α b / tan α K1 ) – 1

Luncuran spesifik maksimum pada kaitan datang terjadi dimana puncak gigi dari

roda gigi besar membuat kontak dengan sisi kaki pinion. Jika harga σ2 maksimum

dinyatakan dengan y2, maka dengan perhitungan yang sama dapat diturunkan.

Pers 2.20

Rg2 ( tan α K2 – tan αb ) ( 1 + i ) ( 1 + i ) [ 1 – ( tan αb / tan α K2 )]

y2 = =

Rg1 tan αb – Rg2 ( tan α K2 – tan αb ) ( 1 + i ) ( tan αb / tan α K2 ) – 1

Dalam gambar 6.13, pers berikut dapat diturunkan.

Rg2 tan αb i

Page 38: Reduksi Roda Gigi Cacing

PQ1 = Rg1 = Rg1

Rg1 tan αb + Rg2 tan αb 1 + i

Rg1 tan αb i

PQ2 = Rg2 = i Rg1

Rg1 tan αb - Rg2 tan αb 1 + i

Ambil PQ1 = PQ2 = 1, dan ambil parameter-parameter U1 dan U2 dengan

membagi la1 dan la2 ( gambar 6.13 dan pers. Dibawah ini ) dengan l.

La1 = Rg1 ( tan α K1 – tan αb ) cot α K1

La2 = Rg2 ( tan α K2 – tan αb ) cot α K2

La1 1 + i tan αb

U1 = = 1 –

1 1 tan α K1

la2 tan αb

U2 = = ( 1 - i ) 1 –

1 tan α K2 …………………… ( 2.21 )

27Harga U1 dan U2 yang dianjurkan, diberikan dalam gambar 6.15 ( diambil dari buku

pedoman yang diterbitkan oleh Maag Gear Wheel Company ).

Dari pers. ( 2.19 ) ( 2.20 ) dan ( 2.21 ) dapat diturunkan persamaan :

U1

y1 =

1 - U1

U2 …………………………….. ( 2.22 )

y2 =

1 - U2

Analisa pada banyak roda gigi yang baik menunjukkan bahwa luncuran

spesifiknya tidak seberapa besar ( kurang lebih 1,5 3,5 ), dan perbandingan

antara luncuran spesifik pinion dan roda gigi besar juga tidak besar, yaitu antara

1,0 3,0.

Page 39: Reduksi Roda Gigi Cacing

28

2.4.3 Perbandingan Laju Luncuran Relatif Perbandingan laju luncuran relatif adalah perbandingan diferensia dari σ1 dan

σ1 ( dari pers 2.18 ) terhadap waktu. Jadi,

Rg2 tan αb dr

( 1 + i )

2 dt

( d σ 1 / dt ) ( Rg2 tan αb – r )

λ1 = =

( d σ 1 / dt ) Rg2 tan αb dr

……… ( 2.23 ) ( 1 + i )

( Rg2 tan αb - r ) 2 dt

Pada puncak gigi pinion dan sisi kaki gigi roda gigi besar, perbandingan tersebut adalah

2 1 2 1

λ1 = 1 { } = 2 ………. ( 2.24 )

( 1 + i ) ( tan αb / tan α K1 ) – 1 ( 1 - U1 )

Page 40: Reduksi Roda Gigi Cacing

1 1 2 1

λ2 = { } = 2………...

i ( 1 + i ) ( tan α b / tan α K2 ) – i ( 1 – U2 )

……….( 2.25 )

29

BAB III

PERHITUNGAN PASANGAN RODA GIGI

CACINGA. BAHAN PASANGAN RODA GIGI CACING

Bahan yang dipakai adalah : SFCM 70 s.

Faktor keamanan ( SF ) = 5.

Kekerasan Brinell, HB = 1 971 , 81 Nmm-2 .

α 833,85

Tegangan tarik yang diizinkan, α = =

SF 5

α = 166,77 Nmm-2 .

α 166,77

Tegangan geser yang diizinkan, τ = =

Page 41: Reduksi Roda Gigi Cacing

√3 √3

= 96,28 Nmm-2 .

B. PERHITUNGAN DIMENSI PASANGAN RODA GIGI CACING Perbandingan reduksi total, Itot = 197.

Untuk pasangan roda gigi I, diambil i1 = 36.

Maka perbandingan reduksi pasangan roda gigi II , iz :

i tot 197

iz = = = iz = 5,5.

i 36

Jumlah ulir poros cacing , Z1 : Jarak sumbu poros, a = 180 mm.

Z1 = ( 1 - 4 ) ulir. Sudut kisar, y = 80 .

Diambil Z1 = 1 ulir.

Jumlah gigi roda gigi cacing, Zz :

Zz = i1 . Z1 = 36 . 1

Zz = 36 gigi.

30Modul aksil, ms :

2a - 12,7 2 . 180 - 12,7

mε = = = 8,21 mm.

Zz + 6,28 36 + 6,28

Modul normal, mn :

mn = ms . cos y = 8,21 . cos 80 = 8,13 mm.

Diameter pitch poros cacing, do1 :

Z1 . mn 1 . 8,13

do1 = = = 58,42 mm.

sin y sin 8

Diameter pitch roda gigi cacing, do1 :

doz = 2 . a - do1 = 2 . 180 - 58,42 = 301,58 mm.

Page 42: Reduksi Roda Gigi Cacing

C. PERHITUNGAN BAGIAN-BAGIAN ULIR CACINGTinggi kepala ulir cacing, hk :

hk = mn = 8,13 mm.

Tinggi kaki ulir cacing, hf :

hf = 1,157 . mn = 1,157 . 8,13 = 9,41 mn.

Kelonggaran puncak, ck :

ck = 0,157 . mn = 0,157 . 8,13 = 1,28 mm.

Tinggi gigi, H :

H = 2,157 . mn = 2,157 . 8,13 = 10,22 mm.

Diameter luar poros cacing, dk1 :

dk1 = do1 + 2 . hk = 58,42 + 2 . 8,13 = 74,68 mm.

31Diameter inti poros cacing, di :

di = do1 - 2 hf = 58,42 - 2 . 9,41 = 39,6 mm.

Jarak bagi cacing, ta :

π . mn π . 8,13

ta = = = 25,78 mm.

cos y cos 8

Panjang ulir cacing, L :

L = 2,5 . mn . √ z2 + 2 = 2,5 . 8,13 . √ 36 + 2 = 125,29 mm.

Jarak antara bantalan, l1 :

l1 = 3,3 . a0,87 = 3,3 . 1800,87 = 302,41 mm.

Page 43: Reduksi Roda Gigi Cacing

D. PERHITUNGAN BAGIAN-BAGIAN RODA GIGI CACING Diameter tenggorok roda gigi cacing, dt :

dt = doz + 2 hk = 301,58 + 2 . 8,13 = 317,84 mm.

Diameter lingkaran kaki, drz :

drz = doz - 2 hf = 301,58 - 2 . 9,41 = 282,76 mm.

Lebar roda gigi, b :

π . mn π . 8,13

b = 2,38 + 6,35 = 2,38 . + 6,35

cos y cos 8

b = 67,70 mm.

Sudut lengkungan sisi gigi, Ø = 900.

32Lebar gigi efektif, be :

Ø 900

be = dk1 . sin = 74,68 . sin [ ] = 52,81 mm.

2 2

Jari-jari lengkungan puncak gigi roda gigi cacing, rt :

Doi 58,42

rt = - hk = - 8,13 = 21,08 mm.

2 2

Diameter luar roda gigi cacing, dkz :

Do1

dkz = dt + 2 . [ - hk ] . ( 1 - cos Ø )

2

58,42

= 317,84 + 2 . [ - 8,13 ] . ( 1 - cos 900 )

2

dkz = 360 mm.

Page 44: Reduksi Roda Gigi Cacing

SKETSA :

33

Momen putir pada poros input, Mp1 :

60 . P 60 . 28 721

Mp1 = = = 34,30 Nmm.

2 . π . n1 2 . π . 8000

Gaya tangensial pada ulir cacing, Ft1 :

2 . Mp1 2 . 34300

Ft1 = = = 1174,26 N.

do1 58,42

Gaya tangensial pada roda gigi cacing, Ftz :

Ft1

Ftz =

Tg ( y + ρ )

ρ = ( 1 - 4 )0 diambil ρ = 20.

1174,26

Ft2 = = 6659,56 N.

Tg ( 8 + 2 )

Momen puntir pada poros 2, Mpz :

Page 45: Reduksi Roda Gigi Cacing

Ftz . doz 6659,56 . 301,58

Mpz = =

2 2

Mpz = 1004195,1 Nmm.

Mpz = 1004,2 Nm.

Putaran pada poros 2, nz :

n1 8000

nz = = = 222,2 rpm.

i1 36

SKETSA :

34

KETERANGAN : 1. Fr = gaya radial.

2. Fa1 = gaya aksial pada ulir cacing.

3. Faz = gaya aksial pada roda cacing.

4. Ft1 = gaya tangensial pada ulir cacing.

5. Ftz = gaya tangensial pada roda cacing.

E. DIMENSI PASANGAN RODA GIGI CACINGMenurut hasil perhitungan :

Jumlah ulir poros cacing, Z1 = 1 ulir.

Jumlah gigi roda gigi cacing, Zz = 36 gigi.

Sudut kisar, y = 80.

Modul aksial, ms = 8,21 mm.

Modul normal, mn = 8,13 mm.

Page 46: Reduksi Roda Gigi Cacing

Jarak antara bantalan, l1 = 302,41 mm.

- do1 = 58,42 mm. - L = 125,29 mm.

- doz = 301,58 mm. - dt = 317,84 mm.

- hk = mn = 8,13 mm. - drz = 282,76 mm.

- hf = 9,41 mm. - b = 67,7 mm.

- ck = 1,28 mm. - Ø = 900 .

- H = 10,22 mm. - ba = 52,81 mm.

- dk1 = 74,68 mm. - rt = 21,08 = mm.

- di = 39,6 mm. - dkz = 360 mm.

- ta = 25,78 mm. - a = 180 mm.

35

SKETSA PASANGAN RODA GIGI CACING :

Page 47: Reduksi Roda Gigi Cacing

36

KETERANGAN GAMBAR :1. dk1 = diameter luar poros cacing.

2. do1 = diameter pitch poros cacing.

3. di = diameter inti poros cacing.

4. y = sudut kisar ulir cacing.

5. ta = jarak bagi cacing.

6. L = panjang ulir cacing.

7. H = tinggi gigi.

8. hk = tinggi kepala.

9. hf = tinggi kaki.

10. ck = kelonggaran puncak.

11. Ø = sudut kelengkungan sisi gigi.

12. a = jarak sumbu.

13. drz = diameter lingkaran kaki roda gigi cacing.

14. doz = diameter pitch roda gigi cacing.

15. dt = diameter tenggorok roda gigi cacing.

16. dkz = diameter luar roda gigi cacing.

17. b = lebar roda gigi.

Page 48: Reduksi Roda Gigi Cacing

37

G. SKETSA URAIAN GAYA-GAYA PADA PROFIL GIGI

Page 49: Reduksi Roda Gigi Cacing

38

BAB IV

PERHITUNGAN PASANGAN

RODA GIGI MIRING

A. BAHAN PASANGAN RODA GIGI MIRING Bahan yang digunakan adalah : SFCM 70 s.

Faktor keamanan ( SF ) = 5.

Kekerasan Brinell, HB = 1971,81 Nmm2.

Tegangan tarik, σ = 833,85 Nmm-2.

σ

Tegangan tarik yang diizinkan, σ =

SF

= 166,77 Nmm-2.

Page 50: Reduksi Roda Gigi Cacing

B. PERHITUNGAN DIMENSI PASANGAN RODA GIGI MIRING

Perbandingan reduksi pasangan roda gigi II, iz = 5,5.

Z4

Iz =

Z3

Diambil Z3 = 12 gigi.

Z4 = iz . Z3 = 5,5 . 12 = 66 gigi.

Sudut kisar, β = ( 15 - 30 )0.

Diambil, β = 300.

Jumlah gigi ekivalen pinion, Z3 :

Z3

Z3 =

Cos3 β 12

Z3 = = 18 gigi.

39 Cos3 β

Jumlah gigi ekivalen roda gigi besar, Z4 :

Z4

Z4 =

Cos3 β 66

Z4 = = 102 gigi. Cos3 300

Faktor pembentukan gigi pinion, Yp :

0,912 0,912

Yp = 0,154 - = 0,154 -

Z3 18

Yp = 0,103.

Faktor pembentukan gigi roda gigi besar, Yg :

0,912 0,912

Yg = 0,154 - = 0,154 -

Z4 102

Page 51: Reduksi Roda Gigi Cacing

Yg = 0,145.

B. PERHITUNGAN RODA GIGI MIRING TERKECIL ( PINION )

Putaran pada poros out – put, n3 :

nz = iz . n3

nz 222,2

n3 = = = 40,4 rpm.

iz 5,5

Gaya tangensial yang bekerja pada pinion, Fta :

2 . Mp2

Fta =

do3

Mpz = 1004,19 Nm

Mpz = 100419 Nmm

40 Mpz = 10236 kg . cm

2 . 10236,39 1706,065

Ft3 = = kg

m . 12 m

Kecepatan keliling, V :

π . do3 . nz

V = m / menit

100

π . m . 23 . 222,2

V =

100

π . m . 12 . 222,2

=

100

= 83,72 m menit-1.

V = 1,39 m m . s-1.

Page 52: Reduksi Roda Gigi Cacing

Faktor kecepatan, Cv :

6

Cv =

6 + v

6

=

6 + 1,33 m

Tegangan statis yang diizinkan, αs = 1960 kg . cm-2.

Lebar gigi, b :

b = 3 . tn

b = 3 . π . m . cosβ

Beban lentur yang terjadi, Fta :

Ft3 = αs . Cv . b . π . m Yp

41 1706,65 6

= 1960 . . ( 3. π.m.cos 300 ) π.m.0,103

m 6 + v

1706,65 31028,14

= . m2

m 6 + 1,395 m

10236,39 + 2379,96 m = 31,028,14 m3

13,04 m3 - m - 4,3 = 0

m = 0,728 cm m = 7,28 mm

Diameter pitch pinion, do3 :

do3 = m . Z3 = 7,28 . 12

d03 = 87,36 mm

Lebar gigi, b :

b = 3 . π . m . cos β = 3 . π . 7,28 . cos 300

b = 59,39 mm

Jarak bagi normal, tn :

Page 53: Reduksi Roda Gigi Cacing

B 59,39

tn = =

3 3

tn = 19,8 mm.

Jarak bagi, t :

t = π . m = π . 7,28

t = 22,86 mm.

Tinggi kepala gigi, hk :

hk = 0,8 . m = 0,8 . 7,28

hk = 5,824 mm.

Tinggi kaki gigi, hf :

hf = 1 . m = 1 . 7,28

hf = 7,28 mm.

Kedalaman total, H :

H = 1,8 . m = 1,8 . 7,28 42 H = 13,104 mm.

Kelonggaran puncak, ck :

ck = 0,2 . m = 0,2 . 7,28

ck = 1,456 mm.

Tebal gigi, t1 :

t1 = 1,5708 . m = 1,5708 . 7,28

t1 = 11,44 mm.

Diameter lingkaran dasar pinion, dk3 :

dk3 = do3 - 2 . m = 87,36 + 2 + 5,824

dk3 = 99 mm.

Diameter lingkaran dasar pinion, dg3 :

dg3 = do3 - 2 . m = 87,36 - 2 . 7,28

dg3 = 72,8 mm.

Gaya aksial yang bekerja pada pinion, Fa3 :

Fa3 = Fta . tan β

1706,065

= . tan 30o

Page 54: Reduksi Roda Gigi Cacing

m

1706,065

= . tan 30o = 2343,5 kg

0,728

Fa3 = 22989,7 N.

Gaya tangensial yang bekerja pada pinion, Ft3 :

1706,605 1706,065

Ft3 = . g = . 9,81

m 0,728

= 22989,69 N.

43Gaya radial yang bekerja pada pinion, Fr3 :

Tan α

Fr3 = Fta . ; α = sudut tekan = 20o

Cos β

tan 20o

= 22791,17 .

cos 30o

Fr3 = 9662,03 N.

D. PERHITUNGAN RODA GIGI MIRING TERBESARMomen puntir pada porosa 3, Mp3 :

P . 4500 38,5 . 4500

Page 55: Reduksi Roda Gigi Cacing

Mp3 = =

2 . π . n3 2 . π . 40,4

Mp3 = 682,86 kgm.

Mp3 = 6698,87 Nm.

Diameter pitch roda gigi besar, d04 :

d04 = m . Z4 = 7,28 . 66

d04 = 480,48 mm.

Diameter lingkaran kepala roda gigi besar, dk4 :

dk4 = d04 + 2 . hk = 480,48 + 2 . 5,824

dk4 = 492.128 mm.

Diameter lingkaran dasar roda gigi besar, dg4 :

dg4 = d04 - 2 . m = 4480,48 + 2 . 7,28

dg4 = 465,92 mm.

44Jarak sumbu poros 2 dan poros 3 :

d03 + d04

a =

2

87,36 + 480,48

=

2

a = 283,92 mm.

E. SKETSA RODA GIGI MIRING

Page 56: Reduksi Roda Gigi Cacing

45

F. SKETSA URAIAN GAYA – GAYA PADA PROFIL GIGI

Page 57: Reduksi Roda Gigi Cacing

46

BAB V

PERHITUNGAN POROS

A. BAHAN UNTUK POROSBahan yang digunakan : SFCM 70 S.

Faktor keamanan, SF = 5.

Tegangan tarik, α = 833,85 Nmm-2.

α 833,85

Tegangan tarik yang diizinkan, α = =

SF 5

α = 166,77 Nmm-2.

α 166,77

Tegangan geser yang diizinkan, τ = =

√3 √3

Page 58: Reduksi Roda Gigi Cacing

τ = 96,28 Nmm-2.

B. PPERHITUNGAN POROS 1 Gaya tangensial pada cacing, Ft1 = 1174,26 N.

Gaya tangensial pada cacing, Ftz = 6659,56 N.

Gaya radial yang terjadi, Frz :

Frz = Ftz . tg α = 6659,56 . tg 20o.

Frz = 2423,88 N.

Jarak antara bantalan, l1 = 302,41 mm.

Diambil l1 = 303 mm.

Gaya total, Ftot :

Ftot = √ Ft12 + Ft22 = √ 1174,262 + 6659,562

Ftot = 6762,29 N.

47 F 6762,29

RA = RB = = = 3381,15 N. 2 2

Gambar

Page 59: Reduksi Roda Gigi Cacing

Momen lentur di C, Mlc : Mlc = RA . 151,5 = 3381,15 . 151,5 Mlc = 512244,23 Nmm.Momen ekivalen, Mek :

Mek = ( Kt . Mp1 )2 + ( Km . Ml1 )2

Dimana : Kt = factor kejut terhadap puntir. diambil Kt = 1. Km = factor kejut terhadap lentur. diambil Km = 1,5

Mek = ( 1 . 34300 )2 + ( 1,5 . 512244,23 )2

Mek = 679476,15 Nmm.

48Diameter poros d1 :

5 . Mek

d1 = τ = 5 . 769131,54

96,28 d1 = 34,18 mm.Diambil d1 = 35 mm.

C. PERHITUNGAN POROS 2

Gambar

Page 60: Reduksi Roda Gigi Cacing

Ftz = 6189,18 N. Ft3 = 22989,69 N. Frz = 2423,03 N. Fr3 = 9662,03 N.

49

Ftot 1 = Ftz2 + Fr22 = 6659,562 + 2423,892

Ftot 1 = 7086,96 N. Ftot 2 = Ft32 + Fr32 = 22989,692 + 9662,032

Ftot 2 = 24937,54 N.

ΣMA 7086,96 . 66 + 24937,54 . 166 - RB . 232 = 0 7086,96 . 66 + 24937,54 . 166

Rn = 232 RB = 19959,36 N. RA = Ftot1 + Ftot2 - RB

RA = 7086,36 + 24937,54 + 19859,36 = 12165,14 N.

Momen lentur di C, Mlc : Mlc = RA . 66 = 12165,14 . 66 Mlc = 802899,39 N.

Momen lentur di D, MlD : MlD = RB . 66 = 19859,36 . 66

Page 61: Reduksi Roda Gigi Cacing

MlD = 1310717,76 N.

Diambil momen lentur yang terbesar yaitu dititik D

Mek = ( Kt . Mp2 )2 + ( Km . MlD )2

Mek = ( 1 . 1004195,1 )2 + ( 1,5 . 131071,76 )2

Mek = 1893509,8 Nmm.

50

Diameter poros 2, dz : 5 . Mek dz = dz = 5 . 1893509,8 96,28 dz = 46,16 mm.

diambil dz = 47 mm

D. PERHITUNGAN POROS 3

Page 62: Reduksi Roda Gigi Cacing

2 . Mp3 2 . 6698870

Ft4 = = = 27884,07 N. do4 480,48 tg α Fr4 = Ft4 . Cos β Tg 20o

Fr4 = 25678,08 . Cos 30o

Fr4 = 11719,02 N.51

Ftot = Ft42 + Fr42 = 27884,072 + 11719,022

Ftot = 30246,6 N.

MA = Ftot . 66 - RB . 132 = 0 Ftot . 66RB = = 15123,3 N.

132

RA = Ftot - RB = 30246,6 - 15123,3

RA = 15123,3 N.

Momen lentur di C, Mlc :

Mlc = RA . 66 = 15123,3 . 161

Mlc = 998173,8 Nmm.

Mek = ( Kt . Mp3 )2 + ( Km . Mlc )2

Mek = ( 1 . 6698870 )2 + ( 1,5 . 998137,8 )2

Mek = 6684145,043 Nmm.

Diameter poros 3, d3 :

Page 63: Reduksi Roda Gigi Cacing

5 . Mekd3 =

τ

5 . 6684145,043 d3 = 96,28

d3 = 70,9 m.

diambil d3 = 74 mm.

52BAB VI

PEMERIKSAAN KEKUATANRODA GIGI

A. PEMERIKSAAN ULIR CACING

Tegangan lentur yang diizinkan, αa = 166,77 Nmm-2.

Faktor bentuk gigi untuk α = 20o, Y = 0,125.

Beban lentur yang diizinkan, Fab : Fab = αa . be . Mn . YFab = 166,77 . 52,81 . 8,13 . 0,125Fab = 8950,24 N.

Faktor tahan aus, Ke = 0,056 kg . mm Ke = 0,549 Nmm-2.

Faktor sudut kisar, Ky = 1

Beban permukaan yang diizinkan, Fac :Fac = Kc . doz . be . KyFac = 0,549 . 301,58 . 52,81 . 1

Page 64: Reduksi Roda Gigi Cacing

Fac = 8095,95 N.

Beban minimum yang diizinkan, Fmin :Fmin = Fac = 8743,62 N.

Beban yang timbul, F : P

F = V π . doz . nz π . 301,58 . 52,81

V = = 60 . 1000 60 . 1000

V = 3,507 ms-1.

53

28721F =

3,509F = 7402,99.

Ternyata F < Fmin ; ulir cacing cukup kuat.

B. PEMERIKSAAN RODA GIGI CACINGLh = 5000 jan.

nz . Lh 222,2 . 5000 . 60L = =

106 106

L = 66,66.Tekanan bidang yang diizinkan, αtb : 1 HB

αtb = 0,32 . [ ]2

L 100 1 1971,81

αtb = 0,32 . [ ]2 = 15,61 Nmm-2. 66,66 100Tekanan bidang yang timbul : 1 Ftz i + 1

αtb = . . sin α . cos α bz . doz i 1 6659,56 34 + 1

αtb = . .

Page 65: Reduksi Roda Gigi Cacing

sin 20 . cos 20 67,7 . 282,18 34 αtb = 1,04 Nmm-2.Ternyata : αtb < αtb ; Perencanaan cukup baik.

Tegangan lentur yang timbul, α1 : 6 . Ftz . H

α1 = f2 . b2

f = tebal gigi = 2 . Mn = 2 . 8,13 = 16,26 mm. 6 . 6659,56 . 10,22

α1 = = 22,81 Nmm-2. 16,262 . 67,7

54

Tegangan geser yang timbul, τ : Ftz 6659,56

τ = = f . bz 16,26 . 67,7 = 5,73 Nmm-2.

Tegangan tekan yang timbul, αtek : Ftz . tg α 6659,56 . tg 20

αtek = = f . bz 16,26 . 67,7 = 2,2 Nmm-2.

Tegangan total yang timbul. αtot :

αtot = ( α1 - αtek )2 + ( 2,5 . τ )2

αtot = ( 22,81 - 2,2 )2 + ( 2,5 . 6,05 )2

αtot = 25,56 Nmm-2.

Ternyata : αtot < α : Perencanaan cukup baik

C. PEMERIKSAAN RODA GIGI MIRING PINION

Tekanan bidang yang diizinkan, αtb = 15,61 Nmm-2.

Page 66: Reduksi Roda Gigi Cacing

Tekanan bidang yang timbul, αtb : 1 Ft3 i + 1

αtb = . . sin α . cos α b3 . do3 I

1 22989,69 5,5 + 1αtb = . .

sin 20 . cos 20 59,39 . 87,36 5,5

αtb = 15,29 Nmm-2.

Ternyata : αtb < αtb ; Perencanaan cukup baik.

55

Tegangan lentur yang timbul, α1 : 6 . Ft3 . H 6 . 22989,69 . 13,104

α1 = = f2 . b9 222 . 59,39

α1 = 62,88 Nmm-2.

Tegangan geser yang timbul, τ : Ft3 22989,69 . tg 20

τ = = f . b3 22 . 59,39

τ = 17,6 Nmm-2.

Tegangan tekan yang timbul, αtek : Ft3 . tg α 22989,69 . tg 20αtek = =

f . b3 22 . 59,39αtek = 6,4 Nmm-2.

Tegangan total yang timbul, αtot :

αtot = ( α1 - αtek )2 + ( 2,5 . τ )2

αtot = ( 62,88 - 6,4 )2 + (2,5 . 17,6 )2

Page 67: Reduksi Roda Gigi Cacing

αtot = 71,6 Nmm-2.

Ternyata : αtot < α ; Perencanaan cukup baik.

D. PEMERIKSAAN RODA GIGI MIRING UNTUK RODA GIGI BESAR

n4 . Lh . 60 40,4 . 5000 . 60L = =

106 106

L = 12,12.

56Tekanan bidang yang diizinkan, αtb : 1 HB

αtb = 0,32 . . [ ]2 L 100 1 1971,81

αtb = 0,32 . [ ]2 = 10,26 Nmm-2. 12,12 100Tekanan bidang yang timbul, αtb : 1 Ft4 i + 1

αtb = . . sin α . cos α b4 . do4 i 1 27884,07 5,5 + 1

αtb = . . sin 20 . cos 20 59,39 . 480,48 5,5

αtb = 3,59 Nmm-2.Ternyata lentur yang timbul, α1 : 6 . Ft4 . H 6 . 27884,07 . 13,104

α1 = = f2 . b4 222 . 59,39

α1 = 76,27 Nmm-2.Tegangan geser yang timbul, τ : Ft4 27884,07 τ = = f . b4 22 . 59,39 τ = 20,43 Nmm-2.

Page 68: Reduksi Roda Gigi Cacing

Tegangan tekan yang timbul, αtek : Ft4 . tg α 27884,07 .tg 20

αtek = = αtek = 7,77 Nmm-2.

57Tegangan total yang timbul, αtot :

αtot = ( α1 - αtek )2 + ( 2,5 . τ )2

αtot = ( 76,27 -7,77 )2 + ( 2,5 . 21,34 )2

αtot = 86,82 Nmm-2.

Ternyata : αtot < α ; Perencanaan cukup baik.

Page 69: Reduksi Roda Gigi Cacing

58BAB VII

PERHITUNGAN PASAKA. Bahan untuk pasak

Bahan yang digunakan : J I S G 3221.Tegangan tarik, α = 784,8 Nmm-2.Faktor keamanan, SF = 4. α 784,8Tegangan tarik yang diizinkan, α = = SF 4 α = 196,2 Nmm-2. α 196,2 Tegangan geser yang diizinkan, τ = = √3 √3 τ = 113,28 Nmm-2.

B. PERHITUNGAN PASAK UNTUK POROS 1 cacing

Dari table 13.1 Khurmi, untuk d = 47 mm. Maka : lebar pasak, w = 16 mm.

Page 70: Reduksi Roda Gigi Cacing

Tinggi pasak, t = 10 mm.

Gaya pada pasak, F1 : 2 . Mp2 2 . 1004195,1

F1 = = dz 47

F1 = 42731,7 N.

Panjang pasak, L1 : F1 2731,7

L1 = = B . τ 16 . 113,28

L1 = 23,58 mm. Diambil L1 = 30 mm.

59Tegangan geser yang timbul, τ1 : F 42731,7

τ1 = = b . L1 16 . 30

τ1 = 89,02 Nmm-2.

ternyata : τ1 < τ ; Perencanaan pasak cukup baik.

C. PERHITUNGAN PASAK UNTUK POROS 3 roda cacingDari table 13.1 KHURMI, untuk d = 74 mm, maka : lebar pasak, w = 22 mm. Tinggi pasak, t = 14 mm.

Gaya pada pasak, F2 : 2 . Mp3 2 . 6698870F2 = =

d3 74F2 = 181050,54 N.

Panjang pasak, L2 : F2 181050,54L2 = = b . τ 20 . 113,28L2 = 72,65 mm

Page 71: Reduksi Roda Gigi Cacing

Diambil, L2 = 75 mm.

Tegangan geser yang timbul, τ2 : F 181050,54

τ2 = = b . L2 22 . 75

τ2 = 109,73 Nmm-2.ternyata : τ2 < τ ; Perencanaan cukup baik.

60BAB VIII

PERHITUNGAN BANTALANA. PERHITUNGAN BANTALAN UNTUK POROS INPUT

Gaya radial, Fr = 3381,15 N.Gaya aksial, Fa = 6659,56 N.Umur bantalan, Lh = 5000 jam.Putaran, n1 = 8000 rpm.

Beban ekivalen, Wek :Wek = x . Fr + ( y . Fa ) = 0,56 . 3381,15 + ( 1 . 6659,56 )

Wek = 8553,004 N.

Konstanta putaran, fn : 33,3 33,3

fn = 3 = 3

n 8000fn = 0,16.

Konstanta bantalan, f1 : Lh 5000

f1 = 3 = 3

500 500

Page 72: Reduksi Roda Gigi Cacing

f1 = 2,15

Beban dinamis, C : f1 2,15

C = Wek . = 8553,004 . fn 0,16

C = 115168,05 N.

Dari tabel SKF tipe NJG 2307 VH ( Cylinderical Roller Bearings ), didapat :

d = 35 mm.D = 80 mm.

61B = 31 mm.C = 118000 N.E = 72,8 mm.D1 = 65,8 mm.d1 = 50,4 mm.F = 44,8 mm.r1,2 = 1,5 mm.

B. PERHITUNGAN BANTALAN UNTUK POROS 2Gaya radial, Fr = 19859,36 N.

Gaya aksial, Fa = 1174,26 + 22989,7 Fa = 24163,96 N.

Putaran, nz = 222,2 rpm.

Beban ekivalen, wek :Wek = x . Fr + ( y . Fa ) = 0,56 . 19859,36 + ( 1 . 24163,96 )Wek = 35285 N.

Konstanta putaran, fn : 33,3 33,3

fn = 9 = 9

n 222,2

Page 73: Reduksi Roda Gigi Cacing

fn = 0,53.

Konstanta bantalan, f1 = 2,15.

Beban dinamis, C :

f1 2,15C = Wek . = 35285 .

fn 0,53C = 143137,26 N.

Diambil bantalan type Taper Roller ( Taper Roller Bearings ).

62Dari table SKF no. 32310 :

d = 50 mm.D = 110 mm.B = 40 mm.C = 161000 N.T = 42,25 mm.c = 33 mm.r = 2,5 mm.d1 = 77,7 mm.a = 27 mm.

C. PERHITUNGAN UNTUK POROS OUTPUT Gaya radial, Fr = 15123,3 N.Gaya aksial, Fa = 0.Putaran, n3 = 40,4 rpm.

Beban ekivalen, Wek :Wek = x . Fr + ( y . Fa ) = 0,56 . 15123,3 + ( 1 . 0 )Wek = 8468,88 N.

Konstanta putaran, fn : 33,3 33,3

Page 74: Reduksi Roda Gigi Cacing

fn = 3 = 3

n 40,4fn = 0,96.

Konstanta bantalan, f1 = 2,15.

Beban dinamis, C : f1 2,15

C = Wek . = 8468,88 . fn 0,94

C = 19370,3 N.

63Dipilih bantalan type “ Deep Groove Ball “

Dari tabel SKF no. 160015 :

d = 75 mm.D = 115 mm.B = 13 mm.C = 28600 N.E = 72,8 mm.D1 = 102 mm.d1 = 88,3 mm.r1,2 = 0,6 mm.

Page 75: Reduksi Roda Gigi Cacing

64BAB IX

PERHITUNGAN EFISIENSI MEKANIS

Dari perhitungan didapat :Z1 = 1 ulir.Z2 = 36 gigi.Z3 = 12 gigi.Z4 = 66 gigi.

Effisiensi ulir cacing dan roda gigi cacing : tg yη1 = ; dimana = ( 1 : 4 )o

tg ( γ + ) diambil = 1o tg 8η1 = = 0,89 tg ( 8 + 1 )Efisiensi pasangan roda gigi miring 1 Z3 + Z4 1 12 + 66ηm = 1 - [ ] = 1 - [ ] 7 Z3 . Z4 7 12 . 66

ηm = 0,99

Page 76: Reduksi Roda Gigi Cacing

Umur rendemen bantalan diambil = 0,99Jumlah bantalan yang diperoleh dari perencanaan : 3 buah Jadi total rendemen bantalan , ηb = ( 0,99 )3 = 0,97 Efisiensi total, ηtot :

ηtot = η1 . ηb . ηz

ηtot = 0,89 . 0,99 . 0,97 = 0,85ηtot = 85 %

65BAB X

PERHITUNGAN PANAS

Efisiensi mekanis total, ηtot = 0,85.Daya yang hilang, Pg :Pg = P ( 1 - ηm ) = 28721 ( 1 - 0,85 ) Pg = 4308,15 W = 4,3 kW.Koefisien perpindahan panas : = 11 + 2,5 . Vm 2 . π . nVm = . do1 60 2 . π . 8000 Vm = . 0,05842 = 42,41 m/s 60 = 11 + ( 2,5 . 48,95 ) = 133,3Tinggi rumah roda gigi : 614 mm.Lebar rumah roda gigi : 118 mm.Panjang rumah roda gigi : 372 mm.Luas bidang pendingin, AD : 2 ( 614 . 118 ) + 2 ( 614 . 372 ) + 2 ( 118 . 372 )

Page 77: Reduksi Roda Gigi Cacing

AD = 106

= 0,689 m2.Kenaikan temperatur, Δt : 632 . Pg 632 . 4,3Δt = = α . AD 133,3 . 0,689 = 37,09 oCTemperatur roda gigi, t :t = Δt + t1 ; t1 = suhu ruang = 30 oC.t = 37,09 + 30 = 67,09 oC.

66BAB XI

DIMENSI – DIMENSI LAIN

A. RODA GIGI CACING Tebal web, tw : b 67,11 Tw = = = 13,42 mm.

5 5Diameter hub, dh :Dh = 1,8 . d = 1,8 . 45 = 81 mm.Panjang hub, ph :Ph = 1,3 . d = 1,3 . 45 = 58,5 mm.

SKETSA :

Page 78: Reduksi Roda Gigi Cacing

B. RODA GIGI MIRING

Tebal web, tw : b 59,39 tw = = = 11,89 mm.

5 5Diameter hub, dh :Dh = 1,8 . d = 1,8 . 74 = 133,2 mm.

67Panjang hub, Ph :

Ph = 1,3 . d = 1,3 . 74 = 96,2 mm.

SKETSA :

Page 79: Reduksi Roda Gigi Cacing

68KESIMPULAN

Berdasarkan hasil perhitungan, diperoleh efisiensi mekanis sebesar 85 %

dengan sudut kisar 8o . Hal ini dapat dimaklumi karena pada umumnya efisiensi roda gigi

cacing adalah rendah, terutama jika sudut kisarnya kecil.

Putaran output yang dihasilkan menjadi 40,4 rpm, dengan :

Z1 = 1 ulir, Z2 = 36 gigi, Z3 = 12 gigi, Z4 = 66 gigi.

Page 80: Reduksi Roda Gigi Cacing

69

DAFTAR PUSTAKA

1. Khurmi, R.S dan J.K Gupta, Machine Design, ( New Delhi : S.Chand dan

Company LTD, 1980 ).

2. Niemann, Gustav, Elemen Mesin I, ( Jakarta : Penerbit Erlangga ).

3. Sularso, dan Kiyokasu Suga, Elemen Mesin I, ( Jakarta : P.T Pradnya Paramita ).

Page 81: Reduksi Roda Gigi Cacing

79

Page 82: Reduksi Roda Gigi Cacing
Page 83: Reduksi Roda Gigi Cacing

NOTASI SATUAN BESARAN

ta mm Jarak bagi cacing

L mm Panjang ulir cacung

l1 mm Panjang ulir cacing

dt mm Diameter tenggorok roda gigi cacing

dr2 mm Diameter lingkaran kaki

b mm Lebar roda gigi

Ø - Sudut kelengkungan sisi gigi

be mm Lebar gigi efektif

rt mm Jari-jari lengkungan puncak gigi roda gigi cacing

dk2 mm Diameterluar roda gigi cacing

Mp1 mm Momen puntir pada poros in put

Ft1 N Gaya tangensial pada ulir cacing

Ft2 N Gaya tangensial pada roda gigi cacing

Page 84: Reduksi Roda Gigi Cacing

Mp2 Nm Momen puntir pada poros 2

n - Putaran

Perhitungan Pasangan Roda gigi Miring :

NOTASI SATUAN BESARAN

β - Sudut kisar

Z3 - Jumlah gigi pinion

Z3 - Jumlah gigi equivalen pinion

Z4 - Jumlah gigi roda gigi besar

Z4 - Jumlah gigi equivalen roda gigi besar

Ft3 N Gaya tangensial pada pinion

v ms-1 Kecepatan keliling

Cv - Faktor kecepatan

xiiNOTASI SATUAN BESARAN

σ Kg . cm-2 Tegangan statits yang diizinkan

do3 mm Diameter pitch pinion

tn mm Jarak bagi normal

t mm Jarak bagi normal

t1 mm Tebal gigi

dk3 mm Diameter lingkaran kepala pinion

dg3 mm Diameter lingkaran dasar pinion

Fa3 N Gaya aksial yang bekerja pada pinion

Fr3 N Gaya radial pada pinion

α - Sudut tekan

Mp3 Nm Momen puntir pada poros 3

do4 mm Diameter pitch roda gigi besar

dk4 mm Diameter lingkaran kepala roda gigi besar

Page 85: Reduksi Roda Gigi Cacing

dg4 mm Diameter lingkaran dasar roda gigi besar

NOTASI SATUAN BESARAN

Fr2 N Gaya radial pada poros 1

Ftot N Gaya total

Mlc Nmm Momen lentur di C

Mek Nmm Momen equivalen

Kt - Faktor kejut terhadap puntir

Km - Faktor kejut terhadap lentur

d1 mm Diameter poros 1

Fr3 N Gaya radial pada poros 2

d2 mm Diameter poros 2

Ft4 N Gaya tangensial pada poros roda gigi besar

xiii

d3 mm Diameter poros 3

Pemeriksaan kekuatan Roda Gigi :

NOTASI SATUAN BESARAN

σa Nmm-2 Tegangan lentur yang diizinkan

Y - Faktor bentuk gigi

Fab N Beban lentur yang diizinkan

Kc Nmm-2 Faktor tahan aus

K - Faktor sudut kisar

Fac N Beban yang timbul

σtb Nmm-2 Tekanan bidang yang diizinkan

f mm Tebal gigi

σtek Nmm-2 Tegangan tekan yang timbul

Perhitungan Pasak :

Page 86: Reduksi Roda Gigi Cacing

NOTASI SATUAN BESARAN

W mm Lebar pasak

t mm Tinggi pasak

F1 N Gaya pada pasak

L1 mm Panjang pasak

Perhitungan Bantalan :

NOTASI SATUAN BESARAN

Lh jam Umur bantalan

fn - Konstanta putaran

f1 - Konstanta bantalan

C N Beban dinamis

ηm N Efisiensi mekanis

xiv

Perhitungan panas :

NOTASI SATUAN BESARAN

Pg KW Daya yang hilang

α - Koefisien perpindahan panas

AD m2 Luas bidang pendingin

∆t 0C Kenaikan temperatur

t1 0C suhu ruang

Perhitungan Pasak :

NOTASI SATUAN BESARAN

tw mm Tebal web

Ph mm Panjang hub

dh mm Diameter hub

L1 mm Panjang pasak

Page 87: Reduksi Roda Gigi Cacing

xv