PERHITUNGAN RODA GIGI(SPUR AND HELICAL GEARING)

1. PRINSIP PERHITUNGAN

TENTUKAN DIMENSI

START

DATA

TENTUKAN MATERIAL

PERHITUNGAN PERHITUNGAN

DIPEROLEH MATERIAL

DIPEROLEH DIMENSI

1.1 DATAYang dimaksud dengan data pada diagram diatas adalah seluruh

persyaratan yang harus dipersiapkan sebelum melakukan perhitungan roda gigi.

Dengan demikian, roda gigi tersebut digunakan untuk apa, general design, jumlah

yang dibutuhkan dan pembuatan juga merupakan data-data yang dimaksud dalam

diagram. Selain hal tersebut data operasi merupakan hal pokok dalam perhitungan

roda gigi.

Data pemakaian merupakan data yang digunakan untuk istimasi beban

sesuai dengan kondisi operasi. Beban yang dimaksud dikelompokkan menjadi tiga

bagian sesuai dengan shock yang terjadi. Tabel berikut menunjukkan

pengelompokkan beban yang dimaksud.

Tabel 1 (ref. G Niemann Tabel 20/7)

No Type Shock PemakaianShock level

1 No shock

Generator, belt conveyors, screw conveyors, plate conveyors, small lifts, electric hoists, feed mechanism drives in machine tools, ventilating fans, turbo-blower, centrifugal compressors, agitators, and mixers for material of uniform density

I

2Moderate shock

Main drive for machine tools, heavy lifts, rotary drives of cranes, mine ventilators, agitator and mixer for material of non-uniform density, multi-cylinder pump, feed pumps

II

3Severe shock

Punching, shearing, dough mills, rolling mill and iron and steel works machinery, power ahowels, heavycentrifuges, heavy feed pumps, rotary drilling rigs, briquetting presses, pug mills

III

Berdasarkan kondisi operasi tersebut, perlu adanya koreksi terhadap daya atau

torsi dengan memasukkan shock factor . Data shock factor dapat dilihat pada

referensi G Niemann tabel 22/18 dan gambar 23/27.

Data operasi meliputi : Daya pada pinion N1 (Hp), Torsi pada pinion M1

(kgm), Intensitas beban B (kg/mm2), Putaran n (rpm), Kecepatan v (m/sec).

1.2 MATERIAL Material yang umum digunakan untuk roda gigi ditunjukkan pada tabel

22/25 G. Niemann. Dari tabel tersebut kita dapat menghitung intensitas beban yang

diijinkan. Intensitas beban yang diijinkan terdiri dari harga batas kekuatan

permukaan dan tegangan pada kaki gigi.

Kekuatan permukaan dihitung dengan persamaan :

dimana :

adalah endurance strenggth (kg/mm2) (tabel 22/25 G Niemann untuk

perhitungan safety factor SG and figure 22/41 untuk menyatakan

umum Lh)

adalah faktor koreksi pasangan material

untuk material pada tabel 22/25

berpasangan dengan baja

apabila material tersebut berpasangan

dengan besi tuang

apabila berpasangan dengan

material yang memiliki modulus

elastisitas EG.

adalah faktor koreksi terhadap kekerasan permukaan material

bilamana kekerasan permu-kaan

berbeda dengan pada tabel 22/25 dan

masih dibawah 650; selain itu

adalah faktor koreksi pelumas, merupakan fungsi viskositas V pada

temperatur operasi.

(cSt) 6.3 21 37

0.7 0.75 0.8

(cSt) 68 100 145

0.9 1.0 1.1

(cSt) 200 265 300

1.2 1.3 1.35

adalah faktor koreksi terhadap kecepatan keliling v (m/sec)

adalah rolling circle diameter (m)

Kekuatan permukaan yang diijinkan dihitung berdasarkan tabel 22/11 G. Niemann,

yakni :

For

For

With substitution of

Tegangan pada kaki gigi yang diijinkan dihitung berdasarkan tabel 22/25 ,

tabel 22/27 dan gambar 22/42 G. Niemann. Selanjutnya diperoleh

Dari tabel 22/25, untuk perhitungan safety factor

Dari gambar 22/42, untuk menentukan umur

Dari tabel 22/25, untuk perhitungan safety pada sudden failure

Untuk idler gears (reversed loading)

Bilamana the tooth fillet radius of curvature , dari

gambar 22/22

1.3 DIMENSIYang dimaksud dimensi diantaranya adalah :

a. Jarak sumbu

adalah pitch circle diameters (mm)

adalah rolling circle diameters (mm)

b. Face width

c. Pinion diameter

2. CONTOH PERHITUNGAN Perhitungan transmisi roda gigi sepeda motor dengan 4 (empat) tingkat

kecepatan. Data-data yang diperoleh adalah :

Daya maksimum 10.35 Hp pada putaran 7000 rpm

Torsi maksimum 1.10 kgm pada putaran 6500 rpm

Reduksi gigi 1 i1 = 3.250

Reduksi gigi 2 i2 = 1.812

Reduksi gigi 3 i3 = 1.200

Reduksi gigi 4 i4 = 1.045

Data-data lain diperoleh dari pengukuran dan ditentukan sesuai standart yang

ada, yaitu :

Jarak sumbu poros = 65 mm

Jumlah gigi

Reduksi gigi 1

Reduksi gigi 2

Reduksi gigi 3

Reduksi gigi 4 232 z Sudut kontak

Lebar gigi

PERHITUNGANA. TRANSMISI 1

Transmisi 1 digunakan untuk menjalankan kendaraan dari keadaan diam,

dengan demikian dibutuhkan torsi yang besar, bukan kecepatan yang tinggi. Jadi

data yang digunakan bukan daya maksimum tetapi torsi maksimum.

Berdasarkan hal tersebut, kita dapatkan data operasi adalah :

Dari data ini kita dapatkan :

Material yang digunakan dari tabel 22/25:

Factors Roda gigi 1 Roda gigi 2

Material St 70.11 St 70.11

BHN (Hb) 220 220

(kg/mm2) 0.70 0.70

(kg/mm2) 24 24

(kg/mm2) 80 80

Berdasarkan material yang digunakan kita hitung kekuatan permukaan yang

diijinkan, yaitu :

Factors koreksi

Roda gigi 1

Roda gigi 2

Keterangan

1 1 Material tabel 22/25 berpasang-an dengan baja

1.12 1.12

1.08 1.08

0.89 0.89 Dari tabel 22/28

Diambil

Dari tabel 22/26

Berdasarkan kondisi operasi sepeda motor, beban berfluktuasi, maka dari

tabel 22/18 . Sedangkan dari tabel 22/13 kita dapatkan

untuk long life gearing dan untuk umur roda gigi terbatas. Pada kasus

ini kita ambil , selanjutnya kita dapatkan :

Selanjutnya

Tegangan ijin pada kaki gigi adalah

Perhitungan dimensi gigi (yang merupakan pengecekan terhadap harga

berdasarkan hubungan geometris dengan berdasarkan kekuatan material)

Kita dapatkan

Harga db1 ini harus lebih kecil dari harga db1 sebelumnya.

Perhitungan intensitas beban efektif

Factor loading effects

Harga Keterangan

Beban kejut

SC 1.5 Telah diuraikan di atas

Beban

dinamis 1.28 Lihat perhitungan faktor beban dinamis dibawah

Distribusi

beban 0.76

Dari persamaan 22/21

Dari tabel 22/19 diperoleh

untuk material St/St

Sudut beban 1.0 Dari gambar 22/38 untuk

Hasil yang diperoleh harus memenuhi

Perhitungan faktor beban dinamis

Dari gambar 22/37

kg/mm

Dari tabel 22/12 untuk diperoleh pelumasan jenis

splash lubrication dengan , dan

Base pitch error

mm

diambil 2.5 mm

Tooth-directional error

→ →

Effective tooth-directional error

Faktor kesalahan terbesar

Selanjutnya dari gambar 22/37 diperoleh

Overlap ratio

→

Selanjutnya diperoleh

PERHITUNGAN UNTUK PENGECEKAN HASIL YANG DIPEROLEH

Pengecekan terhadap perbandingan kontakBerdasarkan gambar 22/39 dan tabel 22/21

mm

Berdasarkan referensi G.Niemann

Radial clearance

Pada kasus ini kita ambil

Selanjutnya kita dapatkan

Berdasarkan referensi G.Niemann

Radial clearance

Pada kasus ini kita ambil

Selanjutnya kita dapatkan

Dari tabel 22/21 untuk diperoleh

Jadi

Dari tabel 22/22 diperoleh

Harga harus memenuhi kondisi

Pengecekan terhadap tegangan kaki gigiBerdasarkan tabel 22/22 dan gambar 22/40

Roda gigi 1 sebagai penggerak, diperoleh :

Dari gambar 22/40 dengan mengambil harga , kita dapatkan :

maka

maka

Selanjutnya diperoleh :

Tegangan yang terjadi pada kaki gigi adalah :

Roda gigi 1

Roda gigi 2

Harus memenuhi kondisi

Pengecekan terhadap tekanan permukaanDari persamaan 22/72 dan tabel 22/23 dan tabel 22/24 didapat :

Dari tabel 22/22 dengan roda gigi 1 sebagai penggerak diperoleh :

Syarat

Selanjutnya didapatkan :

Tekanan permukaan roda gigi 1

Tekanan permukaan roda gigi 2

Pengecekan terhadap faktor keamananFaktor keamanan terhadap kepatahan gigi

Bila harga roda gigi memiliki umur terbatas. Umur roda gigi

dihitung dengan persamaan

(jam)

Faktor keamanan terhadap pitting

Bila harga roda gigi memiliki umur terbatas. Umur roda gigi

dihitung dengan persamaan

(jam)

Bila harga roda gigi memiliki umur tak terbatas.

Catatan :

1. Tolong koreksi angka-angka perhitungannya, mungkin ada yang salah.

2.