RODA GIGI PAYUNG

BAB IPENDAHULUAN

A. Latar BelakangRoda gigi adalah salah satu jenis elemen transmisi yang penting untuk suatu pemindahan gerak (terutama putaran), daya, atau tenaga pada suatu sistem transmisi antara penggerak dengan yang digerakkan.Suatu konstruksi roda gigi digunakan pula untuk suatu sistem pengatur pada pemindah putaran, atau untuk merubah gerak lurus menjadi gerak putar atau sebaliknya. Secara umum fungsi roda gigi adalah untuk meneruskan gaya dari poros penggerak ke poros yang digerakkan, mengubah putaran tinggi ke putaran rendah atau sebaliknya, dapat juga memindahkan cairan dari suatu tempat ke tempat yang lain, seperti yang digunakan pada pompa roda gigi. Roda gigi dikelompokan menjadi tiga kelompok, sesuai kedudukan yang diambil oleh poros yang dipergunakan dalam industri, yaitu posisi poros yang satu terhadap poros yang lain. Oleh karena itu penggunaan roda gigi sangat luas pada konstruksi mekanik yang memerlukan gerak yang mengkombinasikan beberapa komponen alat yang tergabung. Berdasarkan kedudukan porosnya, roda gigi dapat dikelompokkan menjadi tiga, yaitu:1. Poros sejajar satu sama lain. Roda gigi yang dipergunakan bentuk dasarnya adalah dua buah silinder yang saling bersinggungan menurut sebuah garis lukis. 2. Poros saling memotong. Roda gigi yang dipergunakan adalah roda gigi kerucut dengan puncak gabungan yang saling menyinggung menurut sebuah garis lukis.3. Poros saling menyilang, gigi yang dipergunakan berbentuk roda ulir. Berdasarkan dari bentuk giginya roda gigi yang dibahas pada makalah ini adalah roda gigi lurus. Roda gigi lurus merupakan roda gigi paling dasar dengan jalur gigi yang sejajar dengan poros, pada roda gigi jenis ini pemotongan giginya searah dengan poros gigi. Untuk permukaan memanjang pemotongan giginya kadang-kadang dilakukan dengan arah membentuk sudut terhadap batang gigi rack.

B. Tujuan PenulisanAdapun tujuan penulisan makalah ini Mahasiswa diharapkan mampu memahami tata cara perancangan yang benar, klasifikasi, penghitungan dan peralatan yang digunakan dalam pembuatan roda gigi lurus dan dapat mengaplikasikannya dengan baik.

C. Perolehan Data Penulis memperoleh dan menyusun data tentang materi roda gigi lurus ini dengan berbagai fasilitas yang menunjang dan dapat dijadikan referensi tentang materi, antara lain perpustakaan dan internet.

BAB IITEORI UMUM RODA GIGI

A. Definisi Roda GigiRoda gigi adalah salah satu jenis elemen transmisi vang penting untuk suatu pemindahan gerak (terutama putaran). Daya atau tenaga pada suatu sistem transmisi antara penggerak dengan yang digerakan. Suatu konstruksi hubungan roda gigi digunakan pula untuk sistem pengatur pada pemindah putaran, atau untuk merubah gerak lurus menjadi gerak putar atau sebaliknya.

B. Prinsip Roda GigiKonstruksi roda gigi mempunyai prinsip kerja berdasarkan pasangan gerak. Bentuk gigi dibuat untuk menghilangkan keadaan slip, putar dan daya dapat berlangsung dengan baik. Selain itu dapat dicapai kecepatan keliling (Vc) yang sama pada lingkaran singgung sepasang roda gigi. Lingkaran singgung ini disebut lingkaran pitch atau lingkaran tusuk yang merupakan lingkaran khayal pada pasangan roda gigi, tapi berperan penting dalam perencanaan konstruksi roda gigi. Pada sepasang roda gigi maka perlu diperhatikan, bahwa jarak lengkung antara dua gigi yang berdekatan (disebut "pitch") pada kedua roda gigi harus sama, sehingga kaitan antara gigi dapat berlangsung dengan baik. Bentuk lengkung pada suatu profil gigi, tidak dapat dibuat semaunya, melainkan mengikuti kurva-kurva tertentu yang dapat menjamin terjadinya kontak gigi dengan baik.

C. Profil Roda GigiUntuk mendapatkan keadaan transmisi gerak dan daya yang baik, maka profil gigi harus mempunyai bentuk yang teratur sehingga kontak gigi berlangsung dengan mulus. Oleh karena itu profil gigi dibuat dengan bentuk geometris tertentu, agar perbandingan kecepatan sudut antara pasangan roda gigi harus selalu sama. Agar memenuhi hat tersebut dikenal 3 jenis konstruksi profil gigi, yaitu :

1. Konstruksi Kurva Evolvent

Gambar 2.1. Konstruksi Kurva Evolvent

Adalah kurva yang dibentuk oleh sebuah titik yang terletak pada sebuah garis lurus yang bergulir pada suatu silinder atau kurva yang dibentuk oleh satu titik pada sebuah tali yang direntangkan dari suatu gulungan pada silinder.Keuntungan kurva evolvent: Pembuatan profil gigi mudah dan tepat, karena menggunakan sisi cutter (pisau potong) yang lurus. Ketepatan jarak sumbu roda gigi berpasangan tidak perlu presisi sekali. Jika ada perubahan kepala gigi atau konstruksi gigi pada suatu pengkonstruksian perubahan dapat dilakukan dengan sutler (pisau pemotong). Dengan modul yang sama, walaupun jumlah giginya berbeda, maka pasangan dapat dipertukarkan. Arah dan tekanan profil gigi adalah sama.

2. Konstruksi Kurva SikloidaProfil sikloida digunakan karena cara kerja sepasang roda gigi sikloida sama seperti dua lingkaran yang saling menggelinding antara yang satu dengan- pasangannya.

Kurva sikloida adalah kurva yang dibentuk oleh sebuah titik pada sebuah lingkaran yang menggelinding pada sebuah jalur gelinding. Dari keadaan konstruksi pasangan roda gigi, maka kurva sikloida dapat berupa:

a.Orthosikloida, lingkaran menggelinding pada jalur gelinding berupa garis lurus.b.Episikloida, lingkaran menggelinding pada jalur gelinding berupa sisi luar lingkaran.c. Hiposikloida, lingkaran menggelinding pada jalur gelinding berupa sisi dalam lingkaran.

Gambar 2.2. Konstruksi Kurva Sikloida

Profil sikloida bekerja berpasangan dan dengan jarak sumbu yang presisi, sehingga tidak dapat ditukarkan dengan mudah, kecuali yang dibuat berpasangan yang sama.Keuntungan penggunaan profil sikloida: Mampu menerima beban yang lebih besar. Keausan dan tekanan yang terjadi lebih kecil. Cocok digunakan untuk penggunaan presisi. Jumlah gigi dapat dibuat lebih sedikit.Pada proses pembuatannya menggunakan roda gelinding berpasangan (generating method) yaitu:Roda gelinding 1 (cutter) digunakan untuk membentuk profil roda gigi 2, dan sebaliknya, roda gelinding 2 sebagai pasangan roda gelinding 1, membentuk profil gigi roda 1.

3. Profil EquidistantaKurva dari jarak yang sama terbadap sikloida yang dibentuk oleh roda gelinding 2 terhadap jalur gelinding pasangannya.Profil ini dipakai konstruksi pasangan antara roda gigi profil dengan roda pena (pasangannya berjarak teratur melingkar pada suatu roda). Dan lebih umum lagi digunakan pada hubungan gigi dan rantai.Konstruksi profil gigi ini digunakan pada suatu hubungan transmisi dengan rasio yang besar misalnya; untuk pemutar derek dan pasangan konstruksi bukan berupa dua roda gigi, tapi satu roda gigi dengan satu roda pena atau rantai.

Gambar 2.3. Profil Equidistanta

D. Klasifikasi Roda Gigi Berdasarkan Posisi SumbuKlasifikasi roda gigi dapat ditentukan berdasarkan posisi sumbu pada penghubung sepasang roda gigi.1. Sumbu Sejajar2. Sumbu Berpotongan3. Sumbu Bersilang

a. Roda Gigi lurus(straight spur gear)

STRAIGHT SPUR

a. Roda Gigi payung lurus(straight bevel gear)

PLAIN BEVEL

a. Roda Gigi cacing(worm gear)

WORM

b. Roda Gigi miring(helical spur gear)

HELICAL SPUR

b. Roda Gigi payung spi-ral (Spiral bevel gear)

SPIRAL BEVEL

b. Roda Gigi payung(hypoid bevel gear)

HYPOID

c. Roda Gigi miringganda (herringbone)

HERRINGBONE

c. Roda gigi silang

Tabel 2.1. Klasifikasi roda gigi berdasarkan posisi sumbu pada penghubung sepasang roda gigiBAB IIIRODA GIGI LURUS (SPUR GEAR)

A. Klasifikasi Roda Gigi LurusSelain diklasifikasikan berdasarkan posisi sumbu, jenis-jenis Roda gigi dapat dibedakan pula dari keadaan konstruksi alur bentuk gigi berdasarkan bentuk serta fungsi konstruksinya. Adapun pada pembahasan kali ini, penulis hanya khusus memaparkan mengenai roda gigi lurus (spur gear).Roda gigi lurus adalah roda gigi dengan bentuk profil gigi beralur lurus cengan kondisi penggunaan untuk sumbu sejajar. Pada konstruksi berpasangan, penggunaannya terdapat dalam tiga keadaan, yaitu :a. Roda gigi lurus eksternal (spur gear)b. Roda gigi lurus internal (planetcry gear)c. Roda gigi lurus rack dan pinion.

Gambar 3.1. Klasifikasi Roda Gigi Lurus

Penggunaan Roda gigi lurus ini cukup luas terutama spur gear pada konstruksi general mekanik yang sederhana sampai sedang putaran dan beban relatif sedang. Dan ketiga jenis Roda gigi ini, rnaka Internal Gear memiliki tingkat kesuliian pemasangan yang paling sulit, sehubungan dalam menentukan ketepatan pemasangan sumbu. Sedangkan untuk jenis Rack dan Pinion Gear, mempunyai kekhususan dalam penggunaannya, yaitu untuk pengubah gerak putar ke gerak lurus atau sebaliknya, sedangkan pada Rack gear mempunyai sumbu Pitch yang lurus. Pembebanan pada gigi-giginya mempunyai distribusi beban yang paling sederhana, yaitu gaya Normal yang terurai menjadi gaya keliling (gaya targensial) dan gaya Radial.

B. Metode Design/Penghitungan Rancangan Roda Gigi LurusPada gambar gambar 3.2, dapat dilihat profil dan bagian roda gigi lurus yang penting untuk diketahui. Gambar 3.2. Profil Roda Gigi LurusBeberapa pengertian profil roda gigi lurus dan perhitungan atau rumus-rumus yang digunakan adalah sebagai berikut:1. Lingkaran puncak, adalah lingkaran yang melalui puncak roda gigi. Diameter lingkaran puncak ini dinyatakan dengan Dk. 2. Lingkaran alas, adalah lingkaran pada alas roda gigi. Diameter dari lingkaran ini dinyatakan dengan Dv. 3. Lingkaran jarak, dua roda yang bekerja sama dinamakan lingkaran-lingkaran khayal yang bersinggungan dengan kecepatan keliling yang sama. Diameter lingkaran jarak dinyatakan dengan huruf D. Garis sumbu melalui titik-titik tengah dari roda disebut juga pusat lingkaran. 4. Jumlah gigi dari suatu roda gigi dinyatakan dengan huruf z, jumlah putaran tiap-tiap menit dengan n. 5. Angka transmisi i adalah perbandingan jumlah putaran roda gigi yang berputar dan yang diputar. i = n1/n2 = z2/z1(1)

6. Jarak antara t adalah jarak dua gigi berturut-turut, diukur pada lingkaran jarak. Jadi, jarak antara ialah busur A-C. Jarak antara adalah juga sama dengan lebar lekuk+tebal gigi, diukur pada lingkaran jarak. Lebar lekuk ialah busur A-B, tebal gigi ialah busur B-C. 7. Jari kutub m adalah bilangan yang diperbanyak dengan menghasilkan jarak antara gigi-gigi.

(2)

Banyaknya gigi-gigi kali jarak antara adalah sama dengan keliling lingkaran jarak.

(3)

Oleh karena itu , dapat juga ditulis :

(4)

Jadi,

(5)

8. Tinggi puncak Hk, adalah jarak dari lingkaran puncak sampai lingkaran jarak.

(6)

9. Tinggi alas Hv, adalah jarak dari lingkaran jarak sampai lingkaran alas.

(7)

10. Puncak gigi ialah bagian gigi diatas lingkaran jarak.11. Alas gigi ialah bagian gigi antara lingkaran jarak dan lingkaran alas.12. Profil gigi ialah bentuk penampang lintang tegak lurus dari gigi.

13. Perbandingan Putaran Dan Roda GigiJika putaran roda gigi yang berpasangan dinyatakan dengan pada poros penggerak dan (rpm) pada poros yang digerakkan, diameter lingkaran jarak bagi (pitch diameter) , dan adalah modul (Daftar Modul Standar JIS B 1701 1973), maka perbandingan putaran adalah:(8)

Harga i merupakan perbandingan antara jumlah gigi pada roda gigi dan pada pinion yang disebut sebagai perbandingan roda gigi atau perbandingan transmisi.Roda gigi biasanya dipakai untuk reduksi (u < 1 atau i > 1), tetapi adakalanya juga bisa dipakai untuk menaikkan putaran (u > 1 atau i < 1). Jarak sumbu poros a (mm) dan diameter pitch bagi dan (mm) dapat dinyatakan sebagai berikut:

(9)

Profil batang gigi standar memiliki tebal gigi (mm). Sudut tekan , tinggi kepala gigi (addendum):

(mm) (10)

Dan tinggi kaki gigi (deddendum) :

(mm) (11)

Dimana k adalah faktor tinggi kepala yang besarnya = 1 dan adakalanya = 0,8, 1,2 dst. Kelonggaran puncak (clearance) (mm), berharga = 0,25 x modul atau lebih. Batang gigi yang mempunyai tinggi kepala dan tinggi kaki Agar profil pahat dapat memotong kelonggaran puncak, harus dipertinggi dengan dibandingkan dengan batang gigi dasarnya. Dengan demikian tinggi kepala pahat menjadi

(12)

Roda gigi yang disebut roda gigi lurus standar dibentuk pada posisi dimana lingkaran jarak bagi yang berdiameter menggelinding tanpa slip pada garis datum batang gigi dasar.

C. Contoh KasusDaya yang akan ditransmisikan: 15 (PS)Putaran poros penggerak : 1450 (rpm)Perbandingan reduksi: 4.0Jarak sumbu poros: 200 (mm)Sudut tekanan pahat: 20Bahan pinyon: S35CBahan roda gigi besar: FC 30

BAB IVPENUTUP

A. KesimpulanRoda gigi merupakan suatu elemen mesin yang sangat diperlukan karena fungsinya sangat vital, sebagai suatu elemen pemindah daya yang diperlukan oleh banyak mesin dalam proses Manufaktur. Walaupun pembuatannya sangat sulit karena memerlukan tingkat keakuratan yang tinggi disertai profilnya yang khusus.

B. SaranPenulis merasa dengan sistem pembelajaran seperti ini, yakni dengan membuat mahasiswa aktif mencari ilmu dan perkembangan teknologi sekarang ini secara individu/kelompok tanpa referensi dari dosen pengajar sangatlah baik khususnya bagi mahasiswa. Dan dengan sistem seperti itu juga dapat memupuk sikap rasa keingintahuan yang tinggi dari mahasiswa terhadap perkembangan teknologi sekarang ini terutama dalam dunia manufaktur yang semakin canggih.

DAFTAR PUSTAKA

Modul Elemen Mesin 1http://www.grinding.comhttp://www.google.co.idhttp://www.youtube.comhttp://www.howstaffwork.comhttp://www.jjjtrain.com/vmshttp://www.engineeringfundamentals.comhttp://www.123eng.com/seminar/GEAR%20MFG.pdfhttp://one.indoskripsi.com

TABEL FAKTOR TEGANGAN KONTAK PADA BAHAN RODA GIGI

TABEL HARGA K STANDAR RODA GIGI LURUS

16