Makalah Roda Gigi

BAB IIPENGUKURAN RODA GIGI

2. 1 DASAR TEORI RODA GIGI2.1.1 Pengertian Roda GigiSistem transmisi adalah sistem yang berfungsi untuk konversi torsi dan kecepatan(putaran) dari mesin menjadi torsi dan kecepatan yang berbeda-beda untuk diteruskan kepenggerak akhir. Konversi ini mengubah kecepatan putar yang tinggi menjadi lebih rendah tetapi lebih bertenaga, atau sebaliknya. Beberapa jenis transmisi yang biasa digunakan adalah sabuk, rantai dan roda gigi.Tranmisi sabuk merupakan salah satu jenis sistem transmisi dengan tenaga/daya/momen puntir ditransmisikan dari poros yang satu keporos yang lain melalui sebuah belt yang melingkar pada puli yang terpasang pada poros.Transmisi rantai digunakan untuk mentransmisikan daya dimana jarak kedua poros besar dan dikehendaki tidak terjadi slip. Rantai sebagian besar digunakan untuk mengirimkan gerakan dan daya dari satu poros ke poros yang lain, seperti ketika jarak pusat antara poros pendek seperti pada sepeda, sepeda motor, mesin pertanian , dan konveyor. [1].Selain transmisi sabuk dan rantai terdapat juga transmisi roda gigi. Roda gigi ialah roda yang mempunyai gigi-gigi pada kelilingnya yang digunakan untuk meneruskan daya dari roda satu ke roda lain yang berkaitan dengan roda gigi pertama tersebut. Roda gigi pada umumnya dimaksudkan adalah suatu benda dari logam atau non logam yang bulat dan pipih pada pinggirnya bergerigi. Pada umumnya roda gigi dibuat dari bahan logam untuk memindahkan beban yang berat, kalau gaya yang dipindahkan tidak berat dapat digunakan roda gigi dari bahan non logam. Nomenklatur dari roda gigi terlihat pada gambar 2.1. Transmisi yang berubah ubah berangsur-angsur juga dapat diperoleh menggunakan roda-roda gigi. Roda gigi memiliki kelebihan dibandingkan dengan transmisi lain yaitu:a. Sistem transmisinya lebih ringkas, putaran lebih tinggi dan daya yang besarb. Sistem yang kompak sehingga konstruksinya sederhanac. Kemampuan menerima beban lebih tinggid. Efisiensi pemindahan dayanya tinggi karena faktor terjadinya slip sangat kecile. Kecepatan transmisi roda gigi dapat ditentukan sehingga dapat digunakan dengan pengukuran yang kecil dan daya yang besar

Gambar 2.1 Nomenklatur roda gigi [2]Roda gigi memiliki beberapa keuntungan dibandingkan dengan transmisi lainya, yakni Transmisi roda gigi analog dengan transmisi sabuk dan puli. Keuntungan transmisi roda gigi terhadap sabuk dan puli adalah keberadaan gigi yang mampu mencegah slip, dan daya yang ditransmisikan lebih besar. Namun, roda gigi tidak bisa mentransmisikan daya sejauh yang bisa dilakukan sistem transmisi roda dan puli kecuali ada banyak roda gigi yang terlibat di dalamnya. [3]

2.1.2 Jenis Roda Gigi Beberapa jenis roda gigi, diantaranya: 2.1.2.1 Profil GigiBerdasarkan profil gigi, roda gigi diklasifikasikan sebagai berikut:A. Profil gigi sikloida (cycloide)Struktur gigi melengkung cembung dan cekung pola sikloida. Jenis gigi ini cukup baik karena presisi dan ketelitianya baik, dapat meneruskan daya lebih besar dari jenis yang sepadan, juga kausanya dapat lebih lama. Tetapi mempunya kerugian, diantaranya pembuatanya lebih sulit dan pemasanganya harus lebih teliti (tidak dapat digunakan sebagai roda gigi pengganti/change wheel), dan harga lebih mahal. Profil roda gigi sikloida dapat dilihat di tabel 2.1 di bawah ini.

Tabel 2.1 Profil gigi sikloida (cycloide)GambarKeterangan

Konstruksi kurva sikloida

Persinggungan roda gigi sikloida

Jenis gigi ini cukup baik karena presisi dan ketelitianya baik, dapat meneruskan daya lebih besar dari jenis yang sepadan, juga kausanya dapat lebih lama.

B. Profil gigi evolventestruktur gigi ini berbentuk melengkung cembung, mengikuti pola evolvente. Roda gigi jenis ini dilihat pada tabel 2.2. Jenis gigi ini struktur cukup sederhana, cara pembuatanya lebih mudah, tidak sangat presisi dan maupun teliti, harga dapat lebih murah , baik ekali digunakan untuk roda gigi ganti. Jenis profil gigi evolvente dipakai sebagai profil gigi standard untuk semua keperluan transmisi.

Tabel 2.2 Profil gigi evolventeGambarKeterangan

Kurva roda gigi evolvente

Persinggungan roda gigi evolvente

Jenis gigi ini memiliki struktur cukup sederhana, cara pembuatanya lebih mudah, tidak sangat presisi dan maupun teliti, harga dapat lebih murah.

C. Profil gigi khususRoda gigi ini dibuat dengan suatu spesifikasi khusus atau keperluan tertentu sesuai dengan kriteria yang dibutuhkan, misalnya bentuk busur lingkaran dan miring digunakan untuk transmisi daya yang besar dan khusus. Roda gigi khusus dapat dilihat di tabel 2.3.

Tabel 2.3 Profil gigi khususGambarKeterangan

Roda gigi ini dibuat dengan suatu spesifikasi khusus atau keperluan tertentu sesuai dengan kriteria yang dibutuhkan

[4]2.1.2.2 Jalur GigiBerdasarkan jalur gigi, roda gigi diklasifikasikan sebagai berikut:A. Roda gigi lurusRoda gigi lurus merupakan roda gigi paling dasar dengan jalur gigi yang sejajar dengan poros. Gigi-gigi roda gigi ini berjajar pada bidang silinder dimana kedua bidang silinder tersebut bersinggungan dan yang satu menggelinding pada yang lain dengan sumbu tetasejajar. Jenis-jenis roda gigi lurus dapat dilihat pada tabel 2.4 dibawah ini.

Tabel 2.4 Jenis - jenis roda gigi lurusNo.GambarKeterangan

1.Roda gigi lurus luar

Roda gigi paling sederhana yang terdiri dari silinder atau piringan dengan gigi-gigi yang terbentuk secara radial.

2.Roda gigi dalam

Roda gigi yang gigi-giginya terletak di bagian dalam dari silinder roda gigi. Roda gigi internal tidak mengubah arah putaran.

3.Roda gigi pinion

Perpaduan rack dan pinion menghasilkan mekanisme transmisi, dimana torsi ditransmisikan dari gaya putar ke gaya translasi atau sebaliknya.

4.Roda gigi lurus permukaan

Roda gigi lurus permukaan yang memiliki dua sumbu saling berpotongan dengan sudut sebesar 90.

B. Roda gigi miringBentuk dasar geometrisnya sama dengan roda gigi lurus, tetapi arah alur profil giginya mempunyai kemiringan terhadap sumbu putar. Dengan adanya kemiringan alur gigi, maka perbandingan kontak yang terjadi jauh lebih besar dibanding Roda gigi lurus yang seukuran, sehingga pemindahan putaran maupun beban pada gigi-giginya berlangsung lebih halus. Jenis - jenis roda gigi miring dapat dilihat pada tabel 2.5 dibawah ini.

Tabel 2.5 Jenis - jenis roda gigi miringNo.GambarKeterangan

1.Roda gigi miring

Roda gigi yang bersudut membuat pertemuan antara gigi-gigi, dimanagigi-giginya memenuhi ruang antara gigi sehingga menyebabkn tegangan dan getaran.

2.Roda gigi miring silang

Roda gigi yang memiliki poros silang sehingga memiliki gerakan putaran yang berbeda arah poros dengan roda gigi pasanganya

3.Roda gigi miring

Roda gigi berbentuk seperti kerucut terpotong yang terdapat celah diantara pertemuan gigi nya, dengan gigi-gigi yang terbentuk di permukaannya

4.Roda gigi miring ganda

Roda gigi berbentuk seperti kerucut terpotong dengan gigi-gigi yang terbentuk di permukaannya.

C. Roda gigi kerucutRoda Gigi kerucut sering disebut juga Roda Gigi payung atau Bevel Gear. Peaggunaannya secara umum untuk pengtransmisian putaran dan beban dengan posisi sumbu menyudut berpotongan dimana kebanyakan bersudut 90o. Khusus jenis Roda gigi payung hypoid, posisi sumbunya bersilangan. Jenis jenis roda gigi kerucut seperti pada tabel 2.6. Pada pemasangan Roda gigi payung umumnya salah satu dipasang dengan kanstruksi tumpuan melayang, terutama pada Roda gigi penggerak.

Tabel 2.6 Jenis jenis roda gigi kerucutNo.GambarKeterangan

1.Roda gigi kerucut lurus

Roda gigi kerucut yang alur giginya lurus dan menuju ke puncak kerucut. Besarnya sudut puncak kerucut merupakan ukuran bagi putaran porosnya

2.Roda gigi kerucut miring

Gigi roda gigi kerucut miring berbentuk kurva miring seperti pada roa gigi kerucut. Roda gigi kerucut yang alur giginya miring menuju ke puncak kerucut.

3.Roda gigi kerucut spiral

Gigi roda gigi kerucut spiral berbentuk kurva dan miring terhadap permukaan jarak bagi kerucut. kontak dimulai dan satu ujung gigi dan bergerak sepanjang gigi sampai bagian akhir.



5.Roda gigi kercut miring ganda

Gigi roda gigi kerucut miring ganda yang memilik bentuk hampir sama dengan kerucut miring, tetapi roda gigi ini memiliki kemiringan ganda pada gigi nya dan menuju ke puncak kerucut.

D. Roda gigi cacingRoda gigi cacing menyerupaiscrewberbentuk batang yang dipasangkan dengan roda gigi biasa atau spur. Roda gigi cacing merupakan salah satu cara termudah untuk mendapatkan rasio torsi yang tinggi dan kecepatan putar yang rendah. Roda gigi cacing mirip dengan roda gigi heliks, kecuali pada sudut gigi-giginya yang mendekati 90 derajat, dan bentuk badannya biasanya memanjang mengikuti arah aksial. Jika ada setidaknya satu gigi yang mencapai satu putaran mengelilingi badan roda gigi, maka itu adalah roda gigi cacing. Jika tidak, maka itu adalah roda gigi heliks. Jenis jenis roda gigi cacing seperti terlihat pada tabel 2.7.

Tabel 2.7 Jenis jenis roda gigi cacingNo.GambarKeterangan

1.Roda gigi cacing silindris

Roda gigiberbentuk batang yang dipasangkan dengan roda gigi biasa atau spur. Roda gigi ini merupakan salah satu cara termudah untuk mendapatkan rasio torsi yang tinggi dan kecepatan putar yang rendah.

2.Roda gigi cacing selubung ganda globoid

Roda gigi cacing yang hampir memiliki karakteristik sama dengan roda gigi cacing silindris, tetapi roda gigi cacing globoid memiliki selubung ganda.

3.Roda gigi cacing samping

Roda gigi cacing yang memiliki karakteristik gigi giginya berada disamping, atau penempatan gigi ginya di samping

[5]2.1.2.3 Letak PorosBerdasarkan letak poros, roda gigi diklasifikasikan sebagai berikut :A. Roda gigi dengan poros sejajarRoda gigi dimana giginya berjajar pada bidang silinder (bidang jarak bagi), kedua bidang silinder tersebut bersinggungan dan yang satu menggelinding pada yang lain dengan sumbu tetasejajar. Jenis jenis roda gigi poros sejajar dapat dilihat pada tabel 2.8 dibawah ini.

Tabel 2.8 Jenis jenis roda gigi dengan poros sejajarNo.GambarKeterangan

1.Roda gigi lurus

Roda gigi paling sederhana, yang terdiri dari silinder atau piringan dengan gigi-gigi yang terbentuk secara radial.

2.Roda gigi miring

Roda gigi yang bersudut membuat pertemuan antara gigi-gigi, dimanagigi-giginya memenuhi ruang antara gigi sehingga menyebabkn tegangan dan getaran.

3.Roda gigi miring ganda


4.Roda gigi luar

Roda gigi dimana gigi giginya terletak dibagian luar dari lingkaran

5.Batang gigi pinion

Perpaduan rack dan pinion menghasilkan mekanisme torsi yang biasa digunakan pada beberapa jenis kendaraan untuk mengubah rotasi dari setir kendaraan menjadi pergerakan ke kanan dan ke kiri dari rack sehingga roda berubah arah.

B. Roda gigi dengan poros berpotonganRoda gigi yang letak gigi-giginya berjajar pada dua bidang kerucut atau satu bidang silindris dengan satu bidang datar melingkar. Roda gigi dengan poros berpotongan memiliki beberapa jenis yang dapat dilihat pada tabel 2.9. Kedua bidang tersebut bersinggungan dan yang satu menggelinding pada yang lain dengan sumbu berpotongan.

Tabel 2.9 Jenis jenis roda gigi dengan poros berpotonganNo.GambarKeterangan

1.Roda gigi kerucut lurus

Roda gigi kerucut yang alur giginya lurus dan menuju ke puncak kerucut. Besarnya sudut puncak kerucut merupakan ukuran bagi putaran porosnya

2.Roda gigi kerucut spiral

Gigi roda gigi kerucut spiral berbentuk kurva dan miring terhadap permukaan jarak bagi kerucut. kontak dimulai dan satu ujung gigi dan bergerak sepanjang gigi sampai bagian akhir.

3.Roda gigi kerucut zerol

Gigi roda gigi kerucut spiral nol berbentuk kurva seperti pada roda gigi kerucut, tetapi dengan sudut spiral nol. Roda gigi model ini dapat bekerja lebih halus.



5.Roda gigi kercut miring ganda

Gigi roda gigi kerucut miring ganda yang memilik bentuk hampir sama dengan kerucut miring, tetapi roda gigi ini memiliki kemiringan ganda pada gigi nya dan menuju ke puncak kerucut.

6.Roda gigi permukaan dengan poros berpotongan

Roda gigi berbentuk seperti kerucut terpotong dengan gigi-gigi yang terbentuk di permukaannya. Sudut antara kedua roda gigi bevel bisa berapa saja kecuali 0 dan 180.

7.Roda gigi miring silang

Roda gigi berbentuk seperti kerucut terpotong yang terdapat celah diantara pertemuan gigi nya, dengan gigi-gigi yang terbentuk di permukaannya

C. Roda gigi dengan poros silangRoda gigi yang gigi-giginya berjajar pada dua bidang silindris atau dua bidang kerucut atau satu bidang silindris dengan satu bidang ulir. Untuk pasangan roda gigi-ulir, perputaran roda gigi diatur oleh pergerakan ulir yang disebabkan perputaran poros ulir, serta sumbu roda gigi menyilang sumbu poros ulir. Jenis jenis roda gigi ini dapat dilihat pada tabel 2.10 dibawah ini.

Tabel 2.10 Jenis jenis roda gigi dengan poros silangNo. GambarKeterangan

1.Roda gigi cacing silindris

Roda gigiberbentuk batang yang dipasangkan dengan roda gigi biasa atau spur. Roda gigi ini merupakan salah satu cara termudah untuk mendapatkan rasio torsi yang tinggi dan kecepatan putar yang rendah.

2.Roda gigi cacing selubung ganda golboid

Roda gigi cacing yang hampir memiliki karakteristik sama dengan roda gigi cacing silindris, tetapi roda gigi cacing globoid memiliki selubung ganda.

3.Roda gigi cacing samping

Roda gigi cacing yang memiliki karakteristik gigi giginya berada disamping, atau penempatan gigi ginya di samping

4.Roda gigi hyperboloid

Roda gigi yang memiliki poros silang sehingga memiliki gerakan putaran yang berbeda arah poros dengan roda gigi pasanganya

5.Roda gigi hipoid Roda gigi yang memiliki karakteristik sama dengan roda gigi bevel, akan tetapi roda gigi hipoid kedua aksisnya tidak saling berpotongan

6.Roda gigi permukaan silang


[5]

2.1.2.4 Arah PutaranBerdasarkan arah putaran, roda gigi diklasifikasikan sebagai berikut:A. Arah putaran berlawananRoda gigi yang memiliki arah putaran yang saling berlawanan antara dua roda gigi saat bekerja seperti pada tabel 2.11

Tabel 2.11 Roda gigi dengan arah putaran berlawananGambarKeterangan

Roda gigi luar

Roda gigi yang memiliki arah putaran yang saling berlawanan antara dua roda gigi saat bekerja

B. Arah putaran searahRoda gigi yang memiliki arah putaran yang searah antara dua roda gigi saat bekerja seperti pada tabel 2.12

Tabel 2.12 Roda gigi dengan arah putaran searahNo.GambarKeterangan

1.Roda gigi dalam

Roda gigi yang memiliki arah putaran yang searah antara dua roda gigi saat bekerja

2.Roda gigi pinion

Perpaduan rack dan pinion menghasilkan mekanisme torsi yang pergerakanya akan menghasilkan arah yang searah

[5]2.1.3 Fungsi Roda GigiFungsi dari roda gigi adalah untuk: A. Roda gigi berfungsi untuk meneruskan daya Roda gigi bersama sama dengan putaran poros penggerak pada roda gigi ini menerukan daya. Daya ini diteruskan melalui dari poros penggerak ke poros yang digerakkan yang saling terhubung satu sam lain seperti pada gambar 2.2 dibawah ini.

Gambar 2.2 Roda gigi sebagai penerus daya [6]B. Roda gigi berfungsi untuk mengubah putaran porosMengubah putaran dari poros penggerak ke poros yang digerakkan, yaitu dari putaran tinggi ke putaran rendah atau dari putaran rendah ke putaran tinggi seperti pada gambar 2.3. Bisa juga mengubah putaran di sini berarti membuat arah putaran poros yang digerakkan berlawanan dengan arah putaran poros penggerak.

Gambar 2.3 Roda gigi sebagai pengubah putaran [7] C. Roda gigi berfungsi untuk memindahkan zat cairMemindahkan zat cair dari satu tempat ke tempat lain, misalnya oli, minyak tanah, dan sebagainya. Jadi, fungsi roda gigi di sini adalah sebagai pompa zat cair. Dalam otomotif dikenal adanya sistem pelumas dengan roda gigi. Pelumasan pada roda gigi ini dapat dilihat pada gambar 2.4 dibawah ini.

Sumber 2.4 Roda gigi sebagai pemindah zat cair [8][9]2.1.4 Material yang Digunakan dalam Pembuatan Roda GigiRoda gigi dapat dibuat dari berbagai material tergantung pada kebutuhannya. Dari segi desain mesin, bending stregth dan pitting resistance. Material pembuat roda gigi digolongkan menjadi 3, yaitu:2.1.4.1 Ferrous (Logam Besi)Ferrous atau logam besi adalah unsur kimia yang mempunyai sifat-sifat kuat, keras, penghantar listrik dan panas, serta mempunyai titik cair tinggi. Roda gigi ferrous dibagi menjadi :A. Baja Tempa ( Forged Steel )Dalam berbagai penggunaan, merupakan bahan yang paling memuaskan karena mampu mengkombinasikan harga murah dan kekuatan. Baja tempa dibuat dengan mengkombinasikan surface strength dan kekerasan yang baik, sehingga dapat dibuat roda gigi menurut kekerasannya. Roda gigi dari baja tempa tampak pada gambar 2.5

Gambar 2.5 Roda gigi dari baja tempa [10]B. Besi Cor ( Cast Iron )Roda gigi yang terbuat dari bahan besi cor lebih tahan terhadap gesekan, memiliki gluing dan pitting resistance tinggi tetapi murah dan mudah dibuat. Roda gigi dari bahan ini seperti terlihat pada gambar 2.6. Karena tensile strength-nya rendah, hanya digunakan untuk beban dan kecepatan rendah.

Gambar 2.6 Roda gigi dari besi cor [11]2.1.4.2 Non-ferrousLogam non besi merupakan semua unsur logam dimana komposisi utamanya bukan besi. Logam non besi juga sering digunakan walaupun pada umumnya jarang sekali di industri, karena Logam besi lebih banyak dipakai semua industri. Roda gigi non-ferrous dibagi menjadi :A. AlumuniumLogam ini ringan, tahan korosi dan mudah untuk proses permesinan, selain itu alumunium juga mudah dibentuk, dan non-magnetik. Roda gigi alumunium juga digunakan pada industri penerbangan. Roda gigi yang terbuat dari bahan alumunium dapat dilihat pada gambar 2.7 dibawah ini.

Gambar 2.7 Roda gigi dari alumunium[12]A. TembagaTembaga merupakan material yang lunak, mudah ditekuk dan dibentuk tanpa keretakan. Tembaga bisa juga digulung menjadi berbagai bentuk. Merupakan logam yang ulet dan tahan terhadap korosi. Punya kekuatan yang tinggi untuk roda gigi. Digunakan pada industri kapal karena tahan korosi. Gambar 2.8 dibawah ini merupakan roda gigi yang terbuat dari bahan tembaga.

Gambar 2.8 Roda gigi dari tembaga [13]B. KuninganKuningan merupakan logam yang murah, dan punya sifat tahan pada korosi. Kuningan memiliki kekuatan dan kekerasan yang baik. Kuningan secara luas digunakan untuk kualitas material roda gigi dengan biaya rendah. Gambar 2.9 dibawah ini merupakan roda gigi yang terbuat dari bahan tembaga.

Gambar 2.9 Roda gigi dari kuningan [14]2.1.4.3 Non MetalUnsur non metal adalah unsur yang memiliki sifat rapuh dan mudah patah, sukar dibentuk, kecuali karbon titik didih dan titik leleh rendah, tidak mengkilapbersifat oksidator, oksidanya bersifat asam. Beberapa jenis roda gigi non metal :A. KayuRoda gigi awalnya terbuat dari kayu dengan pasak silinder. Digunakan untuk kincir angin dan kincir air untuk mengurangi atau meningkatkan kecepatan rotasi dari kincir. Roda gigi yang terbuat dari kayu dapat dilihat pada gambar 2.10 dibawah ini.

Gambar 2.10 Roda gigi dari kayu [15]B. Plastik Roda gigi yang terbuat dari material plastik akan memiliki kelebihan yang ringan, fleksible, dan tahan karat. Akan tetapi material plastik ini akan mudah terdeformasi pada saat digunakan. Gambar 2.11 dibawah ini merupakan roda gigi yang terbuat dari bahan plastik.

Gambar 2.11 Roda gigi plastik [16][17]2.1.5 Proses Pembuatan Roda Gigi

Gambar 2.12 Jenis Jenis Cara Pembuatan Roda Gigi [18]2.1.5.1 FormingProses metal forming adalah suatu proses pembuatan roda gigi dengan mempergunakan gaya tekan untuk mengubah bentuk dan atau ukuran dari bahan (raw material) menjadi sebuah roda gigi.Dalam pembuatan roda gigi menggunakan cara forming diantaranya adalah casting, sintering, ekstruding, dan forging.

2.1.5.1.1 CastingPengecoran (casting) adalah suatu proses membuat roda gigi dengan menuangankan material cair yang dimasukkan ke dalam cetakan, kemudian dibiarkan membeku di dalam cetakan tersebut, dan kemudian dikeluarkan sehingga terbentuk produk roda gigi. Berikut adalah macam-macam proses casting :A. Sand castingProses pembuatan roda gigi dengan cara mencetak bentuk roda gigi pada cetakan dari pasir yang kemudian rongga tersebut diisi dengan logam yang telah dicairkan melalui pemanasan. Roda gigi yang terbentuk biasanya berukuran besar dan memiliki akurasi rendah. Proses dan produk sand casting dapat dilihat pada gambar 2.13.

Gambar 2.13 Sand Casting [19]B. Die castingDie Casting adalah salah satu jenis pengecoran dengan cara memaksa logam cair kedalam cetakan baja dengan menggunakan tekanan tinggi sehingga terbentuk roda gigi dengan akurasi tinggi.Gambar 2.14 dibawah ini merupakan proses dan produk die casting.

Gambar 2.14 Die Casting [20]C. Investment castingInvestment casting merupakan salah satu cara/metoda pembentukan roda gigi melalui proses pengecoran dimana proses pembentukannya dilakukan pada cetakan yang terbuat dari lilin. Gambar 2.15 dibawah ini merupakan proses dan produk investment casting.

Gambar 2.15 Investment Casting [21]2.1.5.1.2 SinteringSintering adalah proses pengikatan partikel melalui proses pemanasan dibawah titik lebur yang dilakukan selama proses penekanan untuk dibuat roda gigi. Proses ini menghasilkan roda gigi yang tidak terlalu kuat, tetapi proses produksinya sangat murah. Gambar 2.16 dibawah ini merupakan proses sintering dan produknya.

Gambar 2.16 Proses Sintering [22]2.1.5.1.3 ExtrudingExtruding adalah proses manufaktur kontinu yang digunakan untuk mencetak roda gigi yang panjang dengan penampang yang tetap. Roda gigi yang terbentuk biasanya memiliki bentuk yang panjang dan kemudian dipotong sesuai dengan kebutuhan. Gambar 2.17 dibawah ini merupakan proses dan produk extruding.

Gambar 2.17 Proses Extruding [23]

2.1.5.1.4 ForgingForging atau penempaan adalah proses pembentukan roda gigi secara plastis dengan memberikan gaya tekan pada logam yang akan dibentuk . Gaya tekan yang diberikan bisa secara manual maupun secara mekanis (Hidrolis atau Pneumatis). Gambar 2.18 dibawah ini merupakan proses Forging dan produknya.

Gambar 2.18 Proses Forging [24]

2.1.5.2 MachiningPemesinan adalah proses pembentukan roda gigi dari material dengan pemotongan dan menggunakan mesin perkakas dari bentuk material mentah menjadi sebuah produk. Cara ini meliputi roughing ( pembentukan awal ) menggunakan milling atau rack cutter, dan finishing process untuk meningkatkan kepresisian gigi.2.1.1.2.1 RoughingRoughing merupakan proses untuk mengurangi ukuran benda kerja secepat-cepatnya tanpamemperhatikan kualitas permukaan hasilpenyekrapan,hingga mendekati ukuran yang dikehendaki.Proses ini meliputi forming, generating, shaping, dan hobbing process.A. MillingMaterial dipotong dengan pahat mesin milling. Gambar 2.19 dibawah ini adalah proses milling.

Gambar 2.19 Proses Milling [25]B. GeneratingMaterial dibentuk dengan cara memutarnya dengan rack atau roda gigi yang dikeraskan. Gambar 2.20 dibawah ini adalah proses generating.

Gambar 2.20 Proses generating [26]C. HobbingMaterial dibentuk dengan pahat roda gigi khusus untuk hobbing. Gambar 2.21 dibawah ini adalah proses hobbing.

Gambar 2.21 Hobbing [27]2.1.1.2.2 FinishingProses ini adalah proses untuk meningkatkan keakurasian gigi seperti akurasi dimensi, surface finish, atau hardness dengan atau tanpa mengurangi materal benda kerja. Proses prosesnya meliputi:A. ShavingSeperti shaping, tetapi menggunakan pahat yang lebih presisi dan hanya untuk finishing gigi yang kurang keakurasiannya. Proses shaving dapat dilihat pada gambar 2.22 dibawah ini.

Gambar 2.22 Shaving [28]

B. GrindingMenggunakan gerinda untuk menghaluskan permukaan roda gigi setelah mengalami roughing dengan cara mengurangi sedikit dimensi roda gigi. Proses grinding dapat dilihat pada gambar 2.22 dibawah ini.

Gambar 2.23 Grinding [29]C. BurnishingGear yang sudah dikeraskan dijalankan ke gear yang baru menjalankan roughing proses, gaya yang terjadi mengakibatkan gear yang baru di roughing mengalami regangan plastis yang meningkatkan kualitas permukaan gigi. Proses burnishing dapat dilihat pada gambar 2.19 dibawah ini.

Gambar 2.24 Burnishing [30]D. Lapping dan HonningMenggesekkan material yang mudah diabrasi dan dibentuk ke pemotong berbentuk gigi sehingga di material terbentuk pola gigi yang halus

Gambar 2.25 Lapping [31][32]2.1.6 Dimensi Utama pada Roda GigiBerikut adalah bagian-bagian yang penting pada roda gigi yaitu : A. Diameter pitchBanyaknya gigi untuk tiap satu inchi dari diameter lingkaran pitch.

Gambar 2.26 Diameter pitch [33]B. ModulPerbandingan antara diameter lingkaran pitch dengan jumlah gigi.

Gambar 2.27 Modul [34]C. Circular pitchJarak arc yang diukur pada lingkaran pitch dari salah satu sisi sebuah gigi ke sisi yang sama dari gigi yang berikutnya.

Gambar 2.28 Circular pitch [35]D. AddendumAddendum (Add) adalah jarak radial dari lingkaran pitch sampai pada ujung puncak dari gigi.

Gambar 2.29 Addendum [36]E. Kelonggaran (Clearance)Jarak radial dari ujung puncak sebuah gigi roda gigi yang satu ke bagian dasar dari gigi roda gigi yang lain untuk suatu pasangan roda gigi.

Gambar 2.30 Kelonggaran (Clearance) [37]F. DedendumJarak radial dari lingkaran pitch sampai pada dasar dari gigi.

Gambar 2.31 Dedendum [38]G. Working Depth Jumlah jari-jari lingkaran kepala dari sepasang rodagigi yang berkontak dikurangi dengan jarak poros.

Gambar 2.32 Working depth [39]H. Clearance Circle Lingkaran yang bersinggungan dengan lingkaran addendum dari gigi yang berpasangan.

Gambar 2.33 Clearance circle [40]I. Pitch point Titik singgung dari lingkaran pitch dari sepasang rodagigi yang berkontak yang juga merupakan titik potong antara garis kerja dan garis pusat.

Gambar 2.34 Pitch point [41]

J. Addendum circle Lingkaran kepala gigi yaitu lingkaran yang membatasi gigi.

Gambar 2.35 Addendum circle [42]K. Dedendum circle Lingkaran kaki gigi yaitu lingkaran yang membatasi kaki gigi.

Gambar 2.36 Dedendum circle [43]L. Width of space Tebal ruang antara rodagigi diukur sepanjang lingkaran pitch.

Gambar 2.37 Width of space [44]M. Sudut tekan (pressure angle) Sudut yang dibentuk dari garis normal dengan kemiringan dari sisi kepala gigi.

Gambar 2.38 Sudut tekan (pressure angle) [45]N. Kedalaman total (total depth) Jumlah dari adendum dan dedendum.

Gambar 2.39 Kedalaman total total depth) [46]

O. Tebal gigi (tooth thickness) Lebar gigi diukur sepanjang lingkaran pitch.

Gambar 2.40 Tebal gigi (tooth thickness) [47][48]2. 2 TUJUAN PRAKTIKUM PENGUKURAN RODA GIGI2.2.1 Tujuan PraktikumTujuan praktikum pengukuran roda gigi adalah :A. Menyebutkan jenis-jenis dan fungsi roda gigiB. Menjelaskan komponen-komponen penting pada roda gigiC. Menyebutkan beberapa alat ukur yang bisa digunakan untuk mengukur komponen penting dari roda gigiD. Mengukur roda gigi dengan alat dan cara yang tepat dan benarE. Menganalisis hasil-hasil pengukuran roda gigi

2. 3 PERALATAN DAN BENDA UKUR2.3.1 Alat Ukur Praktikum dan GambarnyaAlat ukur yang digunakan saat praktikum pengukuran roda gigi adalah sebagai berikut :A. Jangka Sorong (Vernier Calliper)Alat ini digunakan untuk mengukur ketebalan roda gigi. Alat ukuryang ketelitiannya dapat mencapai seperseratusmilimeter. Terdiri dari dua bagian, bagian diam dan bagian bergerak. Pembacaan hasil pengukuran sangat bergantung pada keahlian dan ketelitian pengguna maupun alat. Sebagian keluaran terbaru sudah dilengkapi dengan display digital. Gambar vernier calliper dapat dilihat pada gambar 2.43 dibawah ini.

Gambar 2.41 Vernier Calliper [49]B. Busur bilah atau bevel protrectorAlat ini digunakan untuk memeriksa bidang bersudut pada benda kerja yang disekrap. Alat ini merupakan pengembangan dari protractor dengan sebuah atau dua buah lengan yang bisa berputar.. Bentuk lain dari bevel protrator adalah bevel protractor mekanis yang banyak dipakai dalam proses permesinan maupun pembuatanmold. Gambar bevel protrector dapat dilihat pada gambar 2.44 dibawah ini.

Gambar 2.42 Bevel Protactor [49]C. Gear Tooth MicrometerGear tooth micrometer digunakan untuk mengukur diameter pits. Diameter pits adalah diameter dari silinder khayal dengan sumbu yang berimpit dengan sumbu ulir dan memotong sisi ulir sedemikian rupa sehingga tebal ulir dari jarak ruang kosong diantara sisi ulir yang berseberangan adalah sama dengan setengah dari pits. Gambar gear tooth micrometer dapat dilihat pada gambar 2.50 dibawah ini.

Gambar 2.43 Gear Tooth Micrometer [50]

D. CMMSebuah perangkat3D untuk mengukur karakteristik geometris fisik sebuah obyek.Mesin inidapatdikendalikan secara manual oleh operatoratau mungkin komputer dikendalikan. Mesin CMM tampak pada gambar 2.51. Prosespengukuran pada CMM machine didefinisikan oleh probeyang menempel padasumbudan bergerak3 dimensipada mesin ini.

Gambar 2.44 CMM [49]

2.3.2 Cara Menggunakan Macam Macam Alat UkurA. Vernier Calliper1. Letakkan benda ukur pada rahang vernier calliper.2. Jepit benda ukur hingga rahang mengapit benda ukur.3. Kencangan dengan memutar clamping screw4. Baca skala yang ditunjukkan5. Kapasitas ukur 150 mm6. Kecermatan 0,05 mmGambar dibawah ini menunjukan pembacaan skala pada vernier calliper

Gambar 2.45. pembacaan skala pada vernier caliper [50]

B. Bevel Protractor1. Letakkan bagian pusat bevel protractor tepat pada titik pusat benda ukur.2. Putar skala pada bevel protractor.3. Baca skala yang ditunjukkan4. Kapasitas ukur 0o 180o5. Kecermatan 1oGambar dibawah ini menunjukan pembacaan skala pada vernier calliper Gambar 2.46. pembacaan skala pada bevel protractor [51]

C. Gear Tooth Micrometer1 Pertama pilih pana ulir sesuai dengan jarak pits teoritis. 2 Periksa kedudukan nol, dengan cara menyentuhkan kedua sensor pana tersebut. 3 Ukur diameter pits (d2) pada tiga posisi yang berbeda. 4 Baca skala yang ditunjukan5 Kecermatannya 0,1 mm dan kapasitas ukurnya 50,75 mmGambar dibawah ini menunjukan pembacaan skala pada gear tooth micrometer Gambar 2.47 pembacaan skala pada Gear Tooth Micrometer [52]

D. CMMCara mengukur dengan Coordinate Measuring Machine (CMM) adalah1 Nyalakan Coordinate Measuring Machine (CMM)2 Pilih F8 untuk menu pengukuran sudut3 Kenakan sensor CMM ke 4 titik seperti pada gambar 2.55

2

1

34

Gambar 2.48 pengukuran Benda Kerja CMM [53]4 Hasil akan keluar otomatis di layar CMM5 Kecermatan 0,0005 mm

2.3.3 Gambar Benda Ukur Roda GigiBenda ukur yang digunakan saat praktikum metrologi industri dan kontrol kualitas adalah :

Gambar 2.49 Roda gigi [56]

2.3.4 Prosedur Pengukuran Roda GigiA. Persiapan pengukuran1. Pelajari bagian roda gigi2. Persiapkan tempat dan alat pengukuran3. Tuliskan data praktikum4. Periksa keberadaan alat sesuai dengan keperluan5. Bersihkan semua alat ukur menggunakan kertas pembersih atau tissue pada tempat sampah yang telah tersedia6. Tulisa data alat ukur pada lembar kerja

B. Pengukuran dengan Vernier Caliper1. Pelajari cara penggunaan vernier caliper yang digunakan2. Tuliskan data vernier caliper yang digunakan pada lembar kerja. Data meliputi merk, kecermatan, dan kapasitas ukur vernier caliper3. Pelajari fungsi masing masing bagian dari vernier caliper ( khusunya kemampuan masing masing vernier caliper ) dalam mengukur objek ukur4. Pelajari gambar benda kerja pada gambar 1. Lakukan proses pengukuran berdasarkan bimbingan dari asisten5. Tuliskan hasil pengukuran pada lembar kerja

C. Pengukuran dengan Gear Tooth Micrometer1. Pelajari cara menggunakan outside micrometer2. Pelajari fungsi masing masing bagian outside mikrometer3. Periksa setting nol, dengan menggunakan kaliber hingga posisi nol4. Lakukan pengukuran pada tiga tempat yang berbeda, sepanjang gigi tersebut. Lihat gambar 1. Gunakan rachet untuk memberikan tekanan yang relatif sama pada setiap pengukuran5. Tuliskan hasil pembacaan pengukuran pada lembar kerja

D. Pengukuran dengan Bevel Protactor1. Pelajari caramenggunakan bavel protactor2. Pelajari fungsi masing masing bagian bavel protactor3. Lakukan pengukuran pada benda kerja4. Tuliskan hasil pembacaan pengukuran pada lembar kerja

2.3.5 Rumus Perhitungan Roda GigiA. Dedendum Circle Diameter( pitch circle diameter 2.dedendum )B. Pitch Circle Diameter( addendum circle diameter 2.addendum )C. Total DepthTotal Depth : , atau Total Depth : D. Clearance circle diameterE. circular pitchCircular pitch = F. Tooth spaceTooth Space : G. Tooth thicknessTooth Thickness : H. Diametral (p)P = I. ModuleModule =

2. 4 PEMBAHASAN2.4.1 Data Pengukuran Roda GigiData pengukuran Roda gigi(mm) :OBYEK UKURHASILPENGUKURAN 1HASILPENGUKURAN 2RATA RATA

Jumlah Gigi242424

A Sudut Circular Pitch18o17o17,5o

B Hole Circle Diameter16,8416,8016,82

C Dedendum Circle Diameter38,9638,9838,97

D Pitch Circle Diameter42,2442,2642,25

E Addendum Circle Diameter46,2446,2646,25

F Face Width10,5010,6010,55

Addendum2,002,002,00

Dedendum1,641,641,64

Total Depth3,643,643,64

Tooth Space3,313,133,22

Tooth Thickness3,313,133,22

Clearance0,600,580,59

Clerance Circle Diameter40,1640,1440,15

Working Depth3,043,063,05

Circular Pitch6,626,266,44

Diameter Pitch0,570,580,575

Module1,751,721,735

2.4.2 Perhitungan A. Dedendum circle diameterDedendum circle diameter = ( pitch circle diameter 2.dedendum ) = (42,25 mm 2*1,64 mm) = 38,97mmB. Pitch circle diameterPitch circle diameter = ( addendum circle diameter 2.addendum ), = (46,25 mm 2*2,00 mm) = 42,25 mmC. Addendum circle diameterDiukur dengan vernier caliper, diameternya 46,25 mmD. Total DepthTotal depth = ( Addendum + Dedendum ) = (2.00 m + 1.64 mm) = 3,64 mm Total depth = ( working depth + clearance ) = (3,05 mm + 0,59 mm ) = 3.64 mmE. Total depthDiukur dengan menggunakan vernier caliper, ukurannya 3.64 mmF. Tooth spaceTooth space = = = 3,22 mmG. Tooth thicknessTooth thickness = = = 3,22 mmH. Clearance circle diameterClearance circle diameter= = 40,15 mmI. Working depthWorking depth = 3,05 mmJ. Circular pitch ( pitch )Dihitung dari = = = 6,44 mmK. Diameter pitch (P)Diameter pitch = = 0,575 ModuleL. Module Module = = =1,75 (perhitungan 1)Module = = = 1,72 ( perhitungan 2 )

2.4.3 AnalisisPengukuran yang berubah ubah dapat di sebabkan oleh faktor :A. Alat ukurKesalahan pada alat ukur merupakan salah satu penyebab kesalahan pada saat pengukuran. Misalnya saja kondisi alat ukur yang sudah usang, skala sudah terhapus dan alat ukur yang telah digunakan cukup lama tidak dilakukan pengkalibrasian lagi. Keadaan alat ukur yang sudah tidak sesuai standar mengakibatkan ketidakakuratan pada hasil pengukuran.

B. Benda ukurBenda ukur yang memiliki dimensi yang tidak lazim dimana banyak lekukan dan memiliki permukaan yang tidak bulat atau presisi merupakan salah satu faktor penyebab kesalahan pengukuran. Maka akan timbul ketidakpresisian dan ketidak akuratan dalam proses pengukuran dan kesalahan pada data pengukuran.C. Posisi pengukuranPosisi pengukuran yang salah tidak sesuai standar pengukuran misalnya saja, posisi mata yang yang tidak sejajar dengan bidang pengukuran, benda yang diukur tidak tegak lurus dengan alat ukur, dan juga kedudukan benda kerja dan alat ukur yang berimpit. Maka sebaiknya proses pengukuran dilakukan dengan memahami teknik-teknik pengukuran yang benar dan sesuai standar pengukuran.D. LingkunganKeadaan lingkungan yang tidak mendukung dalam proses pengukuran dapat menyebabkan ketidakakuratan proses pengukuran. Lingkungan yang tidak memadai dalam pengukuran misalnya saja lingkungan yang kotor, kelembaban udara, suhu pada saat pengkuran, dan intensitas cahaya pengukuran. Sehingga penambahan data pengukuran berupa kondisi lingkungan pada saat pengukuran pun perlu ditambahkan.E. PraktikanKetidak terampilan praktikan dalam pengukuran, kurangnya pengalaman praktikan dalam menggunakan alat ukur, kurangnya ketelitian praktikan dalam membaca skala meruapak kesalahan praktikan dalam proses pengukuran yang dapat mengakibatkan ketidakakuratan dalam data pengukuran.

2.4.4 Gambar 2D dan 3D Sesuai Kaidah Gambar Mesin

Gambar 2.50 Gambar 2D dan 3D benda kerja2. 5 KESIMPULAN DAN SARAN2.5.1 Kesimpulan A. Roda gigi memiliki fungsi untuk meneruskan daya, mengubah putaran poros, dan juga untuk memindahkan zat cair. Dan juga roda gigi dibagi menjadi beberapa jenis yaitu menurut profil gigi, jalur gigi, letak poros dan arah putaran.B. Roda gigi memiliki beberapa komponen utama yaitu diameter pitch, addendum, dedendum, face width, top land, face, flank of tooth, tooth thickness, pitch point dll. Rumus-rumus perhitungan nya pun terdapat pada subab subab sebelumnya.C. Pengukuran roda gigi menggunakan beberapa alat yang berfungsi untuk mencari ukuran setiap komponen roda gigi. Beberapa alat pengukuran yang digunakan dalam pengukuran roda gigi adalah vernier calliper, bevel protractor, dan juga CMMD. Setiap alat ukur yang digunakan dalam pengukuran pun memiliki cara penggunaan yang berbeda. Untuk itu penggunaan alat ukur yang sesuai prosedur atau standar yang benar pun perlu dilakukan agar diperolehnya hasil pengukuran yang akurat.E. Analisa hasil pengukuran dilakukan dengan rumus-rumus yang terdapat pada subab-subab analisa, dimana setiap data dihitung dengan rumus yang sesuai dengan rumus perhitunganya sendiri, sehingga didapat analisa pengukuran yang benar dan tepat.

2.5.6 SaranA. Pada saat proses pengukuran sebaiknya posisi benda ukur dan alat ukur harus benar dan tepat, serta keadaan alat ukur dan benda kerja harus saling berimpitan agar diperoleh data yang akurat.B. Sebaiknya praktikan mempelajari cara atau teknik penggunan alat ukur yang benar, agar praktikan tidak melakukan kesalahan pada saat proses pengukuranC. Penerangan atau pencahayaan yang baik perlu dilberikan agar pembacaan skala dapat terlihat dengan jelat dan tepat.D. Setiap praktikan harus berhati-hati dalam melakukan proses pengukuran sebab terdapat alat ukur yang sangat sensitif terhadap getaran dan mudah rusak. E. Sebaiknya peralatan pengukuran yang ada di lab metrologi industri diperbarui atau dilakukan pengkalibrasian ulang, sebab terdapat beberapa alat ukur yang telah rusak, dan dapat mempengaruhi ketidakakuratan dalam proses pengukuran.DAFTAR PUSTAKA

[1] web.ipb.ac.id/~tepfteta/elearning/media/Bahan%20Ajar%20Motor%20dan 20Tenaga%20Pertanian/sistem%20transmisi%20tenaga-1.htm[2] www.tecnoficio.com/docs/doc46.php[3] journal.uii.ac.id/index.php/jurnal-teknoin/article/viewFile/93/56[4] kk.mercubuana.ac.id/files/13012-9-899341517669.doc[5] staff.uny.ac.id/sites/default/files/Perhitungan%20Roda%20Gigi%201.pdf[6] ihilmy.blogspot.com/2011/05/aplikasi-roda-gigi.html[7] www.markmallett.com/blog/the-great-meshing/[8] www.rodadua.web.id/topik/teknologi/[9] staff.uny.ac.id/sites/default/files/Pengukuran%20Roda%20Gigi.pdf[10] indonetwork.co.id/alloffers/Mineral_&_Logam/0/roda.html[11] www.indonetwork.co.id/alloffers/Mineral_&_Logam/0/roda-besi.html[12] ferhatdokum.en.busytrade.com/products/info/2018650/8d5344-Aluminium-Gear.html[13] www.etsy.com/market/Copper_Gears?ref=listing_material[14] www.etsy.com/listing/84881935/brass-gear-sample-pack-small-steampunk[15] www.thisnext.com/item/1B467A1A/Wooden-Gear-Object[16] gunawhan.blogdetik.com/index.php/category/printer/[17] mece.njtu.edu.cn/otherweb/jpkc/jxsj/eng/jxsj_jxnr_eng/jxnr_search/jxnr_content/d10z/d10z_3.htm[18] www.mhi.co.jp/en/products/detail/ind_mt_sol_manufacturing_line.html[19] www.custompartnet.com/wu/SandCasting[20] www.custompartnet.com/wu/die-casting[21] www.ping.com/about/decade.aspx?decade=1980[22] jj204teknologiworkshop2.blogspot.com/p/rapid-prototyping.html[23] www.roymech.co.uk/Useful_Tables/Manufacturing/Extruding.html[24] www.whtildesley.com/page.asp?ID=5[25] mechanicalprovider.blogspot.com/2011/05/mesin-frais.html[26] www.gearsolutions.com/article/detail/6196/continuous-generating-gear-grinding[27] www.ustudy.in/node/4382[28] www.bellgears.co.uk/Spur-Gear-Manufacture.htm[29] www.hopwoodgear.com/gear-grinding.html[30] worddomination.com/burnishing.html[31] www.mustangmonthly.com/howto/mump_0712_1971_ford_mustang_rearend_and_suspension_upgrade/photo_13.html[32] K. Gopinath & M. M. Mayuram, Mechanical Design II, Indian Institute of Technology Madras[33] mikrobot.blogspot.com/2008/10/gear.html[34] www.emeraldinsight.com/journals.htm?articleid=1793318&show=html[35] www.dsnell.zynet.co.uk/PS/wProSpur.html[36] nptel.iitm.ac.in [37] scottandersonpipes.com/atlas_press/tb_grclr.htm[38] www.dsnell.zynet.co.uk/PS/wProSpur.html[39] www.helicron.net/workshop/gearcutting/involute-gears/[40] www.suwaprecision.com/gears/gears.html[41] www.tbc.school.nz/elearning/localsites/www.technologystudent.com/gears1[42] engineeronadisk.com/V2/book_implementation/engineeronadisk-72.html[43] mechanicaldatahelp.wordpress.com/2011/02/05/terms-used-in-gears/[44] www.cs.cmu.edu/~rapidproto/mechanisms/chpt7.html[45] www.summitgearworks.com/sgw_terms.htm[46] wwwmdp.eng.cam.ac.uk/web/library/enginfo/textbooks_dvd_only/DAN/gears/intro/intro.html[47] chestofbooks.com/home-improvement/workshop/Machine-Shop-Work/Part-IV-Gear-Cutting.html#.UbIty-d-lss[48] staff.uny.ac.id/sites/default/files/Pengukuran%20Roda%20Gigi.pdf[49] Laboratorium metrologi industri dan kontrol kualitas[50] www.scienceelabs.com/olevel/physics/vernier.php[51] www.craftsmanspace.com/knowledge/vernier-bevel-protractor.html[52] www.holyinstrument.com/service.asp?keyno=13[53] www.ti.itb.ac.id

Documents

Makalah Roda Gigi