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