Susunan Penulisan Makalah

PERENCANAAN RODA GIGI LURUS

Jika dari dua buah roda berbentuk silinder atau kerucut yang saling bersinggungan pada sekelilingnya salah satu diputar maka yang lain akan ikut berputar pula. Alat yang menggunakan cara kerja semacam ini untuk mentransmisikan daya disebut roda gesek. Cara ini cukup baik untuk meneruskan daya kecil dengan putaran yang tidak perlu tepat. Guna mentransmisikan daya besar dan putaran yang tepat tidak dapat di lakukan dengan roda gesek. Untuk ini, kedua roda tersebut harus di buat bergigi pada sekelilingnya sehingga penerusan daya yang di lakukan oleh gigi-gigi kedua roda yang saling berkait. Roda bergigi semacam ini, dapat berbentuk silinder atau kerucut., atau disebut roda gigi.

Transmisi roda gigi memepunyai keunggulan di bandingkan dengan sabuk atau rantai karena lebih ringkas, putaran lebih tinggi dan tepat, dan daya lebih besar. Kelebihan ini tidak selalu menyebabkan dipilihnya roda gigi disamping cara lain, karena memerlukan ketelitian yang lebih besar dalam pembuatan, pemasangan, maupun pemeliharaan.

I. Klasifikasi Roda Gigi

Roda gigi dengan poros sejajar adalah roda gigi dimana giginya berjajar pada bidang silinder ( disebut bidang jarak bagi ); kedua silinder tersebut bersinggungan dan yang satu menggelinding pada yang lain dengan sumbu tetap sejajar. Roda gigi lurus (a) merupakan roda gigi paling dasar dengan jalur gigi yang sejajar poros. Roda gigi mirng (b) mempunyai jalur gigi yang membentuk ulir pada silinder jarak bagi. Dalam hal roda gigi miring ganda (c) gay aksial yang timbul pada gigi yang mempunyai alur yan berbentuk V tersebut, akn saling meniadakam. Dengan roda gigi ini, perbandingan reduksi, kecepatan keliling, dan daya yang di teruskan dapat di perbsar, tetapi pembuatannya sukar. Roda gigi dalam (d) dipakai jika di ingini alat transmisi dengan ukuran kecil dengan perbandingan reduksi besar, karena pinyon terletak didalam roda gigi. Batang gigi (e) merupakan dasar profil pahat pembuat gigi. Pasangan antara batang gigi dan pinyon di pergunakan untuk merubah gerakan putar menjadi lurus atau sebaliknya. Roda gigi kerucut lurus (f) dengan roda gigi lurus, adalah yang paling mudah dibuat dan paling sering dipakai.

Roda gigi kerucut spiral (g), karma mempunyai perbandingan kontak yang lebih besar, dapat meneruskan putaran tinggi dan beban besar. Sudut poros kedua roda gigi kerucut ini biasanya di buat 90O.

Dalam golongan roda gig dengan poros bersilang, terdapat roda gigi miring silang (i), rodas gigi cacing ( j dan k ), roda gigi hipoid (i),dll. Roda gig macam (j) mempunya cacing berbentuk silinder dan lebih umum dipakai. Tetapi untuk beban besar, cacing globoid atau cacing selubung ganda (k) dengan perandingan kontak yang lebih besar dapat dipergunakan. Roda gigi hipoid adalah seperti yang dipakai pada roda gigi diferensial otomobil. Roda gigi ini mempunyai jalur gigi berbentuk spiral pada bidang kerucut yang sumbunya bersilang, dan pemindahan gaya pada permukaan gigi berlangsung secara meluncur dan menggelinding.

II. Nama-nama Bagian Roda Gigi dan Ukurannya

ukuran gigi dinyatakan dengan jarak bagi lingkar, yaitu jarak sepanjang lingkaran jarak bagi antar profil dua gigi yang berdekatan. Jik diameter lingkaran jarak bagi dinyatakan dengan d (mm), dan jumlah gigi dengan z, maka jarak bagi lingkaran t (mm) dapat di tulis sebagai :

t =

jadi, jarak bai lingkar adalah keliling lingkarann dibagi dengan jumlah gigi. Dengan demikian ukuran gigi dapat ditentukan dari besarnya jarak bagi lingkar tersebut. Namun, karena jaralk bagi lingkar selalu mengandung factor , pemakaiannya sebagai ukuran gigi dirasakan kurang praktis. Untuk mengantasi hal ini, diambil suatu ukuran yang disebut modul dengan lambang m, dimana :

m =

dengan cara ini, m dapat ditentukan sebagai bilangna bulat atau bilangan pecahan 0,5 dan 0,25 yan lebih praktis. Juga karena :

x m = t

Maka modul dapat menjadi ukuran gigi.

Cara lain untuk menyatakan ukuran gigi ialah dengan jarak bagi diametral . Dalam hal ini diameter lingkaran jarak bagi di ukur inch; maka jarak bagi diametral DP adalah jumlah gigi per inch diameter tersebut. Jika diameter jarak bagi dinyatakan d (in), maka :

DP =

Dengan persamaan ini dapat dilihat bahwa jika DP kecil, berarti giginya besar. Sebagian besar gigi dari Amerika atau Eropa dinyatakan dengan harga DP tersebut. Adapun hubungan antara DP dan m adalah sebagai berikut :

m =

dengan menggunakan harga-harga dan hubungan-hubungan diatas, persamaan roda gigi dapat ditulis secara lebih sederhana, demikian pula untuk merubah rumus dalam inch menjadi satuan modul, tidak akan di jumpai kesulitan.

III. Perbandingan Putaran dan Perbandingan Roda Gigi

Jika putaran roda gigi yang berpasangan dinyatakan dengan n1 (rpm) pada proros penggerak dan n2 (rpm) pada poros yang di gerakkan, diameter lingkaran jarak bagi d1 dan d2 (mm), dan jumlah gigi z1 dan z2, maka perbandingan putaran u adalah :

Harga I, yaitu perbandingan antara junlah gigi pada roda gigi dan pada pinyon, disebut perbandingan roda gigi atau perbandingan transmisi. Perbandingan ini dapat sebesar 4 sampai 5 dalam hal roda gigi lurus standar, dan dapat diperbesar sampai 7 dengan perubahan kepala. Pada roda gigi miring dan miring ganda, perbandingan tersebut dapat sampai 10.

Roda gigi biasanya dipakai untuk reduksi (u < 1 atau > 1); tetapi kadang-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 berikut :

a = (d1 + d2)/2 = m(z1 dan z2) /2

d1 = 2a / (1 + i)

d2 = 2a/ (1 + i)

IV. Tabel Klasifikasi Roda Gigi

Letak PorosRoda GigiKeterangan

Roda gigi dengan poros sejajarRoda gigi lurus, (a)

Roda gigi miring,(b)

Roda gigi miring ganda,(c)

(klasifikasi atas dasar bentuk alur gigi)

Roda gigi luar

Roda gigi dalam dan pinyon,(d)

Batang gigi dan pinyon,(e)Arah putaran-berlawanan

Arah putaran sama

Gerakan lurus dan berputar

Roda gigi dengan poros berpotongRoda gigi kerucut lurus,(f)

Roda gigi kerucut spiral,(g)

Roda gigi kerucut Zerol

Roda gigi kerucut miring

Roda gigi kerucut miring ganda.

Klasifikasi atas dasar bentuk jalur gigi

Roda gigi permukaan dengan poros berpotongan (h)

(Roda gigi dengan poros berpotongan berbentuk istimewa)

Roda gigi dengan poros silangRoda gigi mirirng silang, (i)

Batang roda gigi miring silang

Kontak titik

Gerakan lurus dan berputar

Roda gigi cacing silindris

Roda gigi cacing selubung ganda (globoid),(k)

Roda gigi cacing samping

Roda gigi hiperloid

Roda gigi hiperloid, (I)

Roda gigi permukaan silang

V. Tabel harga modul standar (JIS B 1701 1973)

Seri ke -1Seri ke-2Seri ke-3Seri ke-1Seri ke- 2Seri ke-3

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

0,8

1

1,25

1,5

2

2,5

30,15

0,25

0,35

0,45

0,55

0,7

0,75

0,9

1,75

2,25

2,75

0,65

3,254

5

6

8

10

12

16

20

25

32

40

503,5

4,5

5,5

7

9

11

14

18

22

28

36

453,75

6,5

VI. Tabel Faktor Untuk Bentuk Gigi

Jumlah gigi

zYJumlah gigi

zY

10

11

12

13

14

15

16

17

18

19

20

21

230,201

0,226

0,245

0,261

0,276

0,289

0,295

0,302

0,308

0,314

0,320

0,327

0,33325

27

30

34

38

43

50

60

75

100

150

100

Batang gigi0,339

0,349

0,358

0,371

0,383

0,396

0,408

0,421

0,434

0,446

0,459

0,471

0,484

VII. Tabel Faktor Dinamis (Fc)

Kecepatan rendah

v = 0,5-10 m/s

Kecepatan sedang

v = 5-20 m/s

Kecepatan

v = 20-50 m/s

Ft =

Tegangan lentur yang diijinkan a (kg/mm2), yang besarnya tergantung pada macam bahan dan perlakukan panas, dapat diperoleh dari Tabel 6.7. besarnya beban lentur yang diizinkan per satuan lebar sisi Fb (kg/mm) dapat dihitung dari besarnya modul m, jumlah gigi z, factor bentuk gigi Y dari roda gigi standar dengan sudut tekanan 200, dan factor dinamis fv sebagai berikut :

Fb =

Maka lebar sisi b dapat diperoleh dari :

b = Ft /FtPada umumnya harga b ditetapkan antara (6-10) m (mm), dan untuk daya besar antara (10-16)m (mm). Roda gigi dengan sisi yang sangat lebar cenderung mengalami deformasi, khususnya. Jka bekerja sebagai pinyon, terutam jika ketelitiannya rerndaha dan memepunyai kesalahan dalm pemasanagan, sehingga distribusi tekananya padas sisi gigi tidak merata. Jika dari suatu perhitungan kekuatan ternyata diperlukan lebar sisi yangbesarnya di luar daerah tersebut diatas, maka perlu dilakukanperhitungan.

VIII. Tabel tegangan lentur yang diizinkan a pada bahan roda gigi.

Kelompok bahanLambang bahanKekuatan tarik

B (kg/mm2)Kekerasan (Brinell)

H BTegangan lentur yang diizinkan

a (kg/mm2)

Besi corFC 15

FC 20

FC 25

FC 30

15

20

25

30140-160

160-180

180-240

190-2407

9

11

13

Baja corSC 42

SC 46

SC 4942

46

49140

160

19012

19

20

Baja karbon untuk konstruksi mesinS 25 C

S 35 C

S 45 C

45

52

58123-183

149-207

167-22921

26

30

Baja paduan dengan pengerasan kulitS 15 CK50400 (dicelup dingin dalam minyak)30

SNC 21

SNC 2280

100600 (dicelup dingin dalam air)

35-40

40-55

Baja khrom nikelSNC 1

SNC 2

SNC 375

85

95212-255

248-302

269-32135-40

40-60

40-60

Perunggu

Logam delta

Perunggu fosfor

(coran)

Perunggu nikel

( coran)

18

35-60

19-30

64-9085

-

80-100

180-260

5

10-20

5-7

20-30

Dammar phenol, dll.

3-5

IX. Tabel baja karbon untuk konstruksi mesin dan baja yang difinis

dingin untuk poros.

Standar dan macamLambangPerlakuan panas Kekuatan tarik (kg/mm2)Keterangan

Baja karbon kontruksi mesin

(JIS G 4102)S30C

S35C

S40C

S45C

S50C

S55C

Penormalan

48

52

55

58

62

66

Batang baja yang difinis dinginS35C-D

S45C-D

S55C-D

-

-

-53

60

72Ditarik dingin, digerinda, di bubut, atau gabungan antara hal-hal tersebut

X. Tabel baja paduan untuk poros

Standard dan macamLambangPerlakuan panasKekuatan tarik (kg/mm2)

Baja khrom nikel

( JIS G 4102)SNC 2

SNC 3

SNC21

SNC22-

-

Pengerasan kulit

85

95

80

100

Baja khrom nikel molibden

( JIS G 4103)SNCM 1

SNCM 2

SNCM 7

SNCM 8

SNCM22

SNCM23

SNCM25

-

-

-

-

Pengerasan kulit

85

95

100

105

90

100

120

Baja khrom

( JIS G 4104)SCr 3

SCr 4

SCr 5

SCr21

SCr22

-

-

-

Pengerasan kulit

90

95

100

80

85

Baja khrom moilibden

(JIS G 4105)SCM 2

SCM 3

SCM 4

SCM 5

SCM21

SCM22

SCM23

-

-

-

Pengerasan kulit

85

95

100

105

85

95

100

XI. Tabel ukuran pasak dan alur pasar

Ukuran nominal pasak

b x hUkuran standar b,b1, dan b2Ukuran standar hCrUkuran standar

t1Ukuran standar t2r1 dan r2Referensi

Pasak prismatis

Pasak luncurPasak tirusPasak prismatisPasak luncurPasak tirusDiameter poros yang dapat dipakai d**

2x2

3x3

4x4

5x5

6x62

3

4

5

62

3

4

5

6

0,16-0,256-20

6-36

8-45

10-56

14-701,2

1,8

2,5

3,0

3,51,0

1,4

1,8

2,3

2,80,5

0,9

1,2

1,7

2,20,08-0,16Lebih dari 6-8

8-10

10-12

12-17

17-22

0,25-0,400,16-0,25

(7 x 7)

8 x 7

10 x 8

12 x 8

14 x 87

8

10

12

1477,216-80

18-90

22-110

28-140

36-1604,0

4,0

5,0

5,0

5,53,03,53,0

2,4

2,4

2,4

2,9 20-25

22-30

30-38

38-44

44-50

7

8

8

93,3

3,3

3,3

3,8

0,40-0,600,25-0,40

(15 x 10)

16 x 10

18 x 11

20 x 12

22 x 1415

16

18

20

221010,240-180

45-180

50-200

56-220

63-2505,0

6,0

7,0

7,5

9,05,05,55,0

3,4

3,4

4,9

4,4 50-55

50-58

58-65

65-75

75-85

10

11

12

144,3

4,4

4,9

5,4

0,60-0,800,40-0,60

(24 x 16)

2 5 x 14

28 x 16

32 x 1824

25

28

321616,270-280

70-280

80-320

90-3608,0

9,0

10,0

11,08,08,18,0

4,4

5,4

6,4 80-90

85-95

95-110

110-130

14

16

185,4

6,4

7,4

/ harus dipilih dari angka-amgka berikut sesuai dengan daerah yang bersangkutan dalam tabel. 6,8,10,12,14,16,18,20,22,25,28,32,36,40,45,50,56,63,70,80,90,100,110,125,140,160,180,200,220,250,280,320,3600,400.

Contoh gambar ukuran pasak dan alur pasak :

XII. Diagram aliran untuk merencanakan roda gigi lurus standar

START

b

b

1. Daya yang akan ditransmisikan P (kW)

Putaran poros n1 (rpm)

Perbandingan reduksi i

Jarak sumbu poros a (mm)

5. Modul pahat m

Sudut tekanan pahat EMBED Equation.3 0 (0)

7. Daimeter lingkaran jarak bagi (roda gigi standar) d01,d02 (mm)

Jarak sumbu poros a0 (mm)

3. Daya rencana Pd (kW)

6. Jumlah gigi z1,z2 perbandingan gigi

2. Faktor Koreksi fc

8. Kelonggaran sisi C0 (mm)

Kelonggaran puncak Ct (mm)

4. Diameter sementara lingkaran jarak bagi d1,d2 (mm)

9. Diameter kepala dk 1, dk 1 (mm)

Diameter kaki df 1, df 2 (mm)

Kedalam pemotonagan H (mm)

10. Faktor bentuk gigi Y1, Y2

11. Kecepatan keliling v (m/s)

Gaya tangensial Ft (kg)

12. Faktor dinamis fv

Tegangan lentur yang diizinkan EMBED Equation.3 a 2 (kg/mm2)

factor tegangan kontak k H (kg/mm2)

15. Beban lentur yang diizinkan persatuan lebar Fb1, Fb2 (kg/mm2)

Beban permukaan yang diizinkan persatuan lebar FH (kg/mm)

Harga minimum

16. Lebar sisi, b(mm)

17. Bahan Poros

Bahan Pasak

18. Diameter poros, ds1, ds2 (mm)

Penentuan pasak dan alur pasak (mm)

Tebal alur pasak, Sk1, Sk2 (mm)

19. b/ m : (6 -10)

d / b : 1,5

Sk1 / m : 2,2

12. Faktor dinamis fv

13. bahan masing-masing, roda gigi perlakuan panas

Kekutan tarik EMBED Equation.3 B1, EMBED Equation.3 B2 (kg/mm2)

Kekerasan permukaan gigi HB1, HB2

b

20. Modul pahat,m

Sudut tekan pahat, EMBED Equation.3 o

Jumlah gigi, Z1, Z2

Jarak sumbu poros, dk1,dk2 (mm)

Lebar gigi,b (mm)

Bahan roda gigi, dan perlakuan panasnya

Bahan poros dan perlakuan panasnya

Diameter poros, ds1,ds2 (mm)

STOP

END

Y

T

a

a

a

a

c

c

PAGE ELEMEN MESIN III 1

_1490793125.unknown

_1490793129.unknown

_1490793133.unknown

_1490793136.unknown

_1490793138.unknown

_1490793139.unknown

_1490793137.unknown

_1490793135.unknown

_1490793131.unknown

_1490793132.unknown

_1490793130.unknown

_1490793127.unknown

_1490793128.unknown

_1490793126.unknown

_1490793121.unknown

_1490793123.unknown

_1490793124.unknown

_1490793122.unknown

_1490793119.unknown

_1490793120.unknown

_1490793118.unknown