Laporan Tugas Elmes 2

7/25/2019 Laporan Tugas Elmes 2

1/35

Tugas Elemen Mesin II

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Roda gigi berkembang dari suatu ide bahwa dua buah roda yang berbentuk

silinder atau kerucut saling bersinggungan, kemudian salah satu roda diputar

maka roda yang lainnya akan ikut berputar. Prinsip seperti ini mengembangkan

alat penerus daya yang disebut roda gesek. Kemudian diketahui bahwa roda gesek

hanya baik untuk meneruskan daya yang kecil dan putaran yang tidak terlalu

tinggi, hal ini disebabkan adanya slidingdiantara permukaan kedua roda gesek.

Untuk mengatasi hal diatas, maka permukaan roda gesek dibuat semakin kasar

sehingga terjadinya slip dapat diperkecil. Perkembangan terus dilakukan sehingga

terciptalah sistem roda gigi seperti pada saat ini.

Roda gigi percepatan dirangkai di dalam kotak gigi atau gearbox untuk

beberapa kecepatan, biasanya berkisar antara 3 gigi percepatan maju sampai

dengan 6 gigi percepatan maju ditambah dengan gigi mundur !R". #igi

percepatan yang digunakan tergantung kepada kecepatan kendaraan, semakin

tinggi gigi percepatan maka semakin meningkat juga kecepatan kendaraan,

demikian pula sebaliknya jika mengurangi kecepatan maka gigi percepatan

diturunkan, pengereman dapat dibantu dengan penurunan gigi percepatan.

Roda gigi percepatan harus direncanakan dengan baik mulai dari

pemilihan material, perencanaan desain dan dimensi yang tepat,

memperhitungkan beberapa aspek penting agar penggunaan dari sistem transmisi

tersebut dapat dimaksimalkan dan sesuai yang di harapkan.

Perancangan Ulang Transmisi Honda C70 1


2/35


$ari pemenuhan kriteria pada roda gigi, maka dalam %ugas Perencanaan

&lemen 'esin ( ini akan membahas bagaimana cara merancang sistem transmisi

roda gigi khususnya pada motor )onda *+.

1.2 Tujuan

-elain untuk memenuhi syarat dari nilai kelulusan mata kuliah elemen

mesin (, tugas ini juga bertujuan

. /gar dapat mengetahui prinsip kerja dari sebuah transmisi dalam hal ini

transmisi motor )onda *+.

(. /gar dapat mengetahui hal0hal yang berkaitan dengan permasalahan

dalam perancangan transmisi motor, seperti pemilihan material, gaya0

gaya yang terjadi pada roda gigi, putaran yang dihasilkan dan lain0lain.

3. /gar dapat merancang dan merencanakan sebuah transmisi roda gigi

dengan memperhitungkan beberapa 1aktor.

2. 'engembangkan ilmu pengetahuan dan teknologi serta mengupayaan

penggunaan transmisi supaya hasil yang diinginkan lebih maksimal.

1.3 Ruang Lingkup Kajian

Karena dalam ruang lingkup kajian perancangan transmisi sangat luas,

menyangkut berbagai macam disiplin ilmu, maka dilakukan pembatasan ruang

lingkup kajian permasalahan yang akan dibahas yaitu tentang perancangan

transmisi roda gigi pada motor )onda *+.

1.4 i!te"etika Penuli!an Lap#ran



3/35


$alam penulisan perencanaan #ear ox disajikan dalam bentuk ab per

ab yang kemudian diuraikan dalam sub ab. /dapun ab0bab yang ada secara

garis besar adalah sebagai berikut

/ 4 P&5$/)UU/5

erisi tentag latar belakang, maksud dan tujuan, batasan masalah, metode

pengambilan data dan sistematika penulisan.

/ 44 $/-/R %&7R4

erisi tentang gambaran tentang roda gigi, jenis0jenis roda gigi, teori dasar

perhitungan, dan mekanisme transmisi.

/ 444 P&R)4%U5#/5

erisi tentang perhitungan perancangan roda gigi

/ 48 /5/4-4-

erisi tentang analisis dari perhitungan perancangan roda gigi

/ 8 K&-4'PU/5

erisi tentang kesimpulan hasil perancangan sistem transmisi.

$/9%/R PU-%/K/

/'P4R/50/'P4R/5

BAB II

TE$RI DAAR



4/35


2.1 De%ini!i R#&a 'igi

Pada dasarnya sistem transmisi roda gigi merupakan pemindahan gerakan

putaran dari satu poros ke poros yang lain hampir terjadi disemua mesin. Roda

gigi merupakan salah satu yang terbaik antara sarana yang ada untuk

memindahkan suatu gerakan. Roda gigi dikelompokkan menurut letak poros

putaran atau berbentuk dari jalur gigi yang ada. Keuntungan dari penggunaan

sistem transmisi diantaranya

. $apat dipakai untuk putaran tinggi maupun rendah

(. Kemungkinan terjadinya slip kecil

3. %idak menimbulkan kebisingan

2.2. Kla!i%ika!i R#&a 'igi

Roda gigi diklasi1ikasikan menurut arah putaran, letak poros dan bentuk

alur gigi. Roda gigi dengan poros sejajar adalah roda gigi dimana giginya berjajar

pada dua bidang silinder, kedua bidang silinder tersebut bersinggungan dan

silinder yang satu menggelinding pada yang lain dengan sumbu tetap sejajar.

2.2.1 Ber&a!arkan Letak p#r#!

'enurut letak poros maka roda gigi diklasi1ikasikan seperti tabelberikut



5/35


%abel (. Klasi1ikasi Roda #igi

2.2.2 (enurut Ara) Putaran

'enurut arah putarannya, rodagigi dapat dibedakan atas

Roda gigi luar : arah putarannya berlawanan.



6/35


Roda gigi dalam danpinion : arah putarannya sama

2.2.3 (enurut Bentuk *alur 'igi

erdasarkan bentuk jalur giginya, roda gigi dapat dibedakan atas

2.2.3.1 R#&a 'igi Luru!

Roda gigi lurus digunakan untuk poros yang sejajar atau paralel.

$ibandingkan dengan jenis rodagigi yang lain rodagigi lurus ini paling mudah

dalam proses pengerjaannya !machining" sehingga harganya lebih murah. Roda

gigi lurus ini cocok digunakan pada sistim transmisi yang gaya kelilingnya besar,

karena tidak menimbulkan gaya aksial.

*iri0ciri roda gigi lurus adalah

. $aya yang ditransmisikan ; ( Untuk tingkat ! i " ; ?

> Untuk ( tingkat ! i " ; 2 Untuk 3 tingkat ! i " ; (

!i" @Perbandingan kecepatan antara penggerak dengan yang digerakkan


7/35


1. R#&a 'igi Luru! Luar +external gearing,

Roda gigi lurus !external gearing" ditunjukkan seperti gambar (.

Pasangan roda gigi lurus ini digunakan untuk menaikkan atau menurunkan

putaran dalam arah yang berlawanan.

#ambar (. Roda #igi urus uar

2. R#&a 'igi Dala" +internal gearing,

Roda gigi dalam dipakai jika diinginkan alat transmisi yang

berukuran kecil dengan perbandingan reduksi besar.

3. R#&a 'igiRack&anPinion

Roda gigiRackdanPinionberupa pasangan antara batang gigi dan

pinion rodagigi jenis ini digunakan untuk merubah gerakan putar menjadi

lurus atau sebaliknya.



8/35


#ambar (.( Roda #igiRack danPinion

2. R#&a 'igi Per"ukaan

Roda gigi lurus permukaan memiliki dua sumbu saling berpotongan

dengan sudut sebesar AD.

#ambar (.3 Roda #igi Permukaan

3. R#&a 'igi (iring

Rodagigi miring kriterianya hampir sama dengan rodagigi lurus,

tetapi dalam pengoperasiannya roda gigi miring lebih lembut dan tingkat

kebisingannya rendah dengan perkontakan antara gigi lebih dari .



9/35


#ambar (.2 Roda #igi 'iring

*iri0ciri roda gigi miring adalah

. /rah gigi membentuk sudut terhadap sumbu poros.

(. $istribusi beban sepanjang garis kontak tidak uni1orm.

3. Kemampuan pembebanan lebih besar dari pada roda gigi lurus.

2. #aya aksial lebih besar sehingga memerlukan bantalan aksialdan

roda gigi yang kokoh

Cenis0Cenis Roda gigi miring antara lain

1. R#&a 'igi (iring Bia!a

#ambar (.< Roda #igi 'iring iasa



10/35


2. R#&a 'igi (iring ilang

#ambar (.6 Roda #igi 'iring -ilang

3. R#&a 'igi Keru-ut Luru!

#ambar (.+ Roda #igi Kerucut urus

4. R#&a 'igi Keru-ut (iring

#ambar (.? Roda #igi Kerucut 'iring



11/35


2.2.3.2 R#&a 'igi a-ing

*iri0ciri roda gigi cacing adalah

. Kedua sumbu saling bersilang dengan jarak sebesar a, biasanya sudut

yang dibentuk kedua sumbu sebesar AD.

(. Kerjanya halus dan hampir tanpa bunyi.

3. Umumnya arah transmisi tidak dapat dibalik untuk menaikkan putaran

dari roda cacing ke cacing !mengunci sendiri".

2. Perbandingan reduksi bisa dibuat sampai


12/35


Peningkatan pemakaian roda gigi cacing seperti gambar (.


13/35


)arga i adalah perbandingan antara jumlah gigi pada rodagigi dan pinion,

dikenal juga sebagai perbandingan transmisi atau perbandingan roda gigi.

Perbandingan ini dapat sebesar 2 sampai < dalam hal rodagigi lurus standar, dan

dapat diperbesar sampai + dengan perubahan kepala. Pada rodagigi miring ganda

dapat sampai . Carak sumbu poros aluminium !mm" dan diameter lingkaran

jarak bagi d dan d !mm" dapat dinyatakan sebagai berikut

a=( d1+d2 )

2

m (z1+z2 )2 FFFFFFFFFFFFFFF...FFF

!(.(.a"

1=

2.a

i+1

dFFFFFFFFFFFFFFFFFFFF.FF..F..

!(.(.b"

d

2=

2.a .i

i+1 FFFFFFFFFFFFFFFFFF.F.F...

!(.(.c"

2.4. Na"a0Na"a Bagian R#&a 'igi

erikut beberapa buah istilah yang perlu diketahui dalam perancangan roda

gigi yang perlu diketahui yaitu

. ingkaranPitch !Pitch Circle"



14/35


ingkaran khayal yang menggelinding tanpa terjadinya slip. ingkaran

ini merupakan dasar untuk memberikan ukuran0ukuran gigi seperti tebal gigi,

jarak antara gigi dan lain0lain.

(.Pinion

Roda gigi yang lebih kecil dalam suatu pasangan roda gigi.

3. $iameter ingkaranPitch !pitch circle diameter"

'erupakan diameter dari lingkaranpitch.

2.Diametral Pitch

Cumlah gigi persatuanpitch diameter


15/35


+. /dendum !addendum

Carak antara lingkaran kepala dengan lingkaranpitch dengan lingkaran

pitch diukur dalam arah radial.

?. $edendum !dedendum"

Carak antara lingkaranpitch dengan lingkaran kaki yang diukur dalam

arah radial.

A. !orking Depth

Cumlah jari0jari lingkaran kepala dari sepasang roda gigi yang

berkontak dikurangi dengan jarak poros.

. Clearance Circle

ingkaran yang bersinggungan dengan lingkaran addendum dari gigi

yang berpasangan.

.Pitch Point

%itik singgung dari lingkaran pitch dari sepasang rodagigi yang

berkontak yang juga merupakan titik potong antara garis kerja dan garis

pusat.

(. "perating Pitch Circle



16/35


ingkaran0lingkaran singgung dari sepasang roda gigi yang berkontak

dan jarak porosnya menyimpang dari jarak poros yang secara teoritis benar.

3.#ddendum Circle

ingkaran kepala gigi yaitu lingkaran yang membatasi gigi.

2.Dedendum Circle

ingkaran kaki gigi yaitu lingkaran yang membatasi kaki gigi.


17/35


Ukuran ruang antara dua gigi sepanjang lingkaranpitch

(.&acklash

-elisih antara tebal gigi dengan lebar ruang.

(. -isi Kepala !'ace "$ Tooth"

Permukaan gigi diatas lingkaranpitch

((. -isi kaki !$lank o$ tooth"

Permukaan gigi dibawah lingkaranpitch.

(3. Puncak kepala !top land"

Permukaan di puncak gigi

(2. ebar gigi !$ace (idth"

Kedalaman gigi diukur sejajar sumbunya.



18/35


#ambar (. agian0agian Roda #igi

2. Te#ri Per)itungan R#&a 'igi

-uatu sistem transmisi direncanakan untuk meneruskan daya !P" pada

putaran !a". Pada perencanaan daya yang dipergunakan adalah daya rencana yang

digunakan dikalikan dengan suatu 1aktor keamanan !1c" yang dipengaruhi oleh

bentuk keluaran yang diharapkan. $aya keluaran tersebut dapat berbentuk daya

maksimum, daya rata0rata atau daya normal.

Pd@ P x$c.............................................................................................!(.2"

$imana Pd@ daya yang dipergunakan dalam perancangan !kG"

P @ daya yang diinginkan !kG"

$c@ 1aktor koreksi

Pada kenyataannya roda gigi akan berkaitan dengan perbandingan kontak

satu atau lebih, tetapi untuk perencanaan beban yang diterima hanya satu gigi.



19/35


$alam perhitungan karena besarnya perbandingan kontak antara , maka

beban penuh tidak dilakukan atas dasar anggapan bahwa beban penuh pada titik

potongan / antara garis tekan dan garis hubung pusat roda gigi, pada puncak gigi,

seperti pada gambar (. jika tekanan normal pada permukaan gigi dinyatakan

dengan 9n, maka gaya tangensial !9t" yang bekerja dalam arah putaran roda gigi

pada titik jarak bagi adalah

9t@ 9ncos HbFFFFFFFFFFFFFFFFF...FFFF.!(.


20/35


Dimana : a = jara& an"ar %um'u !oro%

i = !$r'andingan (ra%io) roda gigi

*$dang&an diam$"$r &$!ala roda gigi (d&) dan "inggi (h) da!a"

di!$rol$h m$lalui !$r%amaan :

D& = (Z1+2)m dan h = 2m+,&

Dimana ,& adalah &$longgaran !un#a& gigi -ang '$%arn-a 025

modul gigi u'ungan an"ara da-a -ang di"ran%mi%i&an (&/) ga-a

"ang$n%ial " (&g) dan &$#$!a"an &$liling (m%) adalah :

,()'P t

=

...........................................................................................!(.+"

ila da-a -ang di"ran%mi%i&an m$ru!a&an da-a nominal dari

%$'uah mo"or !$ngg$ra& da!a" di!ilih # = 1.

ar$na d = # . ma&a :

,(

)'P t

=

adi :

)

P' dt

=,(

.....................................................!(.?"

D$ngan m$ngangga! gigi %$'agai 'a"ang &an"il$$r ma&a

"$gangan l$n"ur -ang "$rjadi ' (&gmm2) !ada "i"i& dan , ji&a '

(mm) adalah l$'ar %i%i , = h (mm) = (mm) dan '$'an ga-a

"ang$n%ial " !ada !un#a& 'alo& da!a" di"uli% %$'agai '$ri&u" :



21/35


6

+h

't+ =

;a&a :

+l

h+' +t

(

=

....................................................................................!(.A"

Cika dinyatakan dengan perkalian antara J dan modul m maka didapat

,m+l

h=

(

+lm

h,

(

=

Cadi

,m+' +t =

.....................................................................??..........

!(."

Persamaan ini disebutPersamaan -e(is, dan J dinamakan$aktor +entuk

gigi. !lihat lampiran", maka tegangan lentur adalah



22/35


,m+

't+

=

FFFFFFFFFFFFFFFF..F.....!(."

%egangan lentur bahan yang diijinkan b !kg=mm(" yang besarnya

tergantung pada macam bahan dan perlakuan panas !lihat lampiran".

Untuk bahan lentur yang diijinkan persatuan lebar sisi, 9Lb !kg=mm" dapat

dihitung dari besarnya modul m, jumlah gigi M, 1aktor bentuk gigi J dan roda gigi

standar dengan sudut tekan (o, dan 1aktor dinamis $)yang besarnya bergantung

dari kecepatan keliling roda gigi. Untuk kecepatan rendah !)@ m=s", besarnya

1aktor dinamis adalah

)$)

+

=

3

3

;a&a '$%arn-a '$'an l$n"ur adalah ' :

)++ $,m' =

..............................................................................!(.("



23/35


-eperti pada perhitungan lenturan, beban permukaan yang diijinkan

persatuan lebar 9) !kg=mm" dapat diperoleh dari K), d, M, M( dan $)dalam

persamaan

(

(

(

**

*d.$' oH)H

+

=

.............................................................

.(2.13)

Dimana adalah a&"or "$gangan &on"a& -ang '$%arn-a

"$rgan"ung dari 'ahan -ang di!a&ai un"u& roda gigi da!a" di!$rol$h

m$lalui !$r%amaan :

H

t

'

'+ =

........................................................................................

......(2.14)

2. ;$&ani%m$ $#$!a"an


24/35


>am'ar 2.11 o%i%i $"ral

>$ar 1

>am'ar 2.12 o%i%i 1%" >$ar

#ear (



25/35


#ambar (.3 Posisi /nd ear

#ear 3

#ambar (.2 Posisi 3rd #ear

BAB III

PERHITUN'AN



26/35


3.1 pe!i%ika!i (#t#r H#n&a 5

%ipe mesin @ 2 langkah, 7)* (katup

8olume silinder @


27/35


u@n2

n1 @1

i

n(@

n1

i @

7000

4,058 @ +(< rpm

2. Da6a ren-ana +P&,

Pd@ P x 1c

$imana P @


28/35


. Kel#nggaran pun-ak + k,

$ikarenakan harga modul tiap kecepatan sama, maka harga ck

pada semua kecepatan sama*k @ ,(< x m

*k @ ,(< x ( @ ,


29/35


13. 'a6a tangen!ial +


30/35


0 Kekuatan %arik ( kgmm2 ) @ kg

mm2

0 Kekerasan !rinell" ) @ 6

0 %egangan lentur yang diijinkan a @ 2 0


31/35


F 'H2 @ 1Q . k). do(.

2.Z2

Z1+Z2

F '

H2 @ ,6( x ,


32/35


Z 11 36 18 31 21 24

i 3.272 3.272 1.722 1.722 1.190 1.190

dB (mm) 1966 6433 3085 5314 3835 4564

m (mm) 2 2 2 2 2 2

Do (mm) 22 72 36 62 42 48

(mm) 45 45 45 45 45 45

D& (mm) 26 76 40 66 46 52

D" (mm) 17 67 31 57 37 43

(m%) 198 198 324 324 379 379

" (&g) 1916 1916 1171 1171 1001 1001

0602 0602 0481 0481 0441 0441

C 0226 0377 0308 0361 0327 0336

' max(mm)

$'an

$rmu&aan

166 51 75 43 65 57

' max (mm)

$'an $n"ur176 105 79 67 63 62

' %$'$narn-a 14 10 15 10 9 8 (&gmm) 40 40 40 40 40 40

;a"$rial *, 22 *, 22 *, 22

BAB I@

ANALII

$ari hasil perhitungan transmisi roda gigi terdapat beberapa hal yang

perlu dianalisis diantaranya yaitu

. Penentuan dimensi utama transmisi dari hasil perhitungan terdapat

penyimpangan dibandingkan dengan dimensi yang sebenarnya, selisih

perbedaannya tidak terlalu jauh sehingga masih dapat diterima



33/35


(. ebar roda gigi yang didapat dari hasil perhitungan cukup jauh

perbedaannya tetapi ada juga yang mendekati dari lebar gigi yang

sebenarnya tergantung pada tingkat kecepatan hal ini dikarenakan bahan

yang berbeda dari yang dipilih pada perhitungan dengan yang sebenarnya

3. %egangan lentur yang diEinkan sebagai parameter untuk menghitung beban

lentur yang terjadi persatuan lebar penampang dipilih yang terkecil

yaitu 2

kg

mm2 agar hasil yang diinginkan maksimal.

BAB @

KEI(PULAN

-etelah di analisis bisa diambil kesimpulan diantaranya yaitu

. $ari hasil perhitungan bahan yang digunakan yaitu -5* (( dan

hasilnya terdapat penyimpangan dari dimensi utama transmisi yang

sebenarnya tetapi masih dapat diterima.

(. ebar roda gigi dari hasil perhitungan dan hasil dari pengukuran

adalah sebagai berikut

8ariabel

Kecepatan Kecepatan ( Kecepatan 3

' * ' * ' *

' max(mm)

$'an

$rmu&aan

166 51 75 43 65 57

' max (mm) 176 105 79 67 63 62



34/35


$'an $n"ur

' %$'$narn-a 14 10 15 10 9 8

3. Untuk pemilihan bahan pada transmisi roda gigi )onda *+ dipilih

sesuai kriteria untuk pembuatan roda gigi dan yang dipilih yang paling

kuat juga untuk tegangan lentur yang diiEinkan diantara 20


35/35


0 Kekerasan !rinell" ) @ 6

0 %egangan lentur yang diijinkan a @ 2 0

Documents

Laporan Tugas Elmes 2