Roda gigi lurus( spur gear )

Oleh Ridho setiadi

Stik – smart engineer10/ 13541/ TP

intermezo

Elemen mesin

bagian dari komponen tunggal yang dipergunakan pada konstruksi mesin, dan setiap bagian mempunyai fungsi pemakaian yang khas

elemen mesin dapat dikelompokkan sebagai berikut1. Elemen – elemen

sambungan Sambungan susut dan tekan Sambungan paku keling Sambungan ulir sekrup Sambungan baut dan pin Sambungan pengelasan Sambungan solder dan

brazing Sambungan Adhesif

II. Elemen-elemen transmisi untuk gas dan Liquid

Valve Fitting

111. Bantalan dan elemen transmisi

Bantalan luncur Bantalan gelinding Poros dukung dan

poros pemindah Kopling tetap& tidak

tetap Rem Pegas Tuas Sabuk dan Rantai Roda gigi

Roda gigi

Klasifikasi roda gigiSecara umum roda gigi dapat

dibagi berdasarkanA. Letak porosnyaB. Menurut arah putaraC. Menurut bentuk jalur gigi

Keuntungan transmisi roda gigiSistem transmisinya lebih ringkas, putaran

lebih tinggi dan daya yang besar.Sistem yang kompak sehingga

konstruksinya sederhana.Kemampuan menerima beban lebih tinggi.Efisiensi pemindahan dayanya tinggi

karena faktor terjadinya slip sangat kecil.Kecepatan transmisi rodagigi dapat

ditentukan sehingga dapat digunakan dengan pengukuran yang kecil dan daya yang besar

Spur gear (roda gigi lurus)Rodagigi lurus digunakan untuk

poros yang sejajar atau paralel

Pola gerakan spur gear

wheelpinion

Ciri – ciri roda gigilurusDaya yang ditransmisikan < 25.000 HpPutaran yang ditransmisikan < 100.000

rpmKecepatan keliling < 200 m/sRasio kecepatan yang digunakan

Untuk 1 tingkat ( i ) < 8Untuk 2 tingkat ( i ) < 45Untuk 3 tingkat ( i ) < 200

Efisiensi keseluruhan untuk masing-masing tingkat 96% - 99% tergantung disain dan ukuran

Jenis Profil gigi pada roda gigi 1. Profil gigi sikloida ( Cycloide):

struktur gigi melengkung cembung dan cekung mengikuti pola sikloida .

Jenis gigi ini cukup baik karena presisi dan ketelitiannya baik , dapat meneruskan daya lebih besar dari jenis yang sepadan, juga keausannya dapat lebih lama. Tetapi mempunyai kerugian, diantaranya pembuatanya lebih sulit dan pemasangannya harus lebih teliti ( tidak dapat digunakan sebagai roda gigi pengganti/change wheel), dan harga lebih mahal .

2. Profil gigi evolvente : struktur gigi ini berbentuk melengkung cembung, mengikuti pola evolvente.

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.

3. Profil gigi khusus : misalnya; bentuk busur lingkaran dan miring digunakan untuk transmisi daya yang besar dan khusus ( tidak dibicarakan

Structure of the Evolvente & Cycloide

Struktur gigi spur gear

Kerja sama roda gigi

Syarat dua roda gigi bekerja-samaBeberapa hal yang cukup penting

pada kerjasama roda gigi , apabila dua roda gigi atau lebih bekerja sama maka :

1. Profil gigi harus sama ( spur atau helical dll)

2. Modul gigi harus sama ( modul gigi adalah salah satu dimensi khusus roda gigi)

3. Sudut tekanan harus sama ( sudut perpin dahan daya antar gigi)

Modul gigi adalah besaran/dimensi roda gigi, yang dapat menyatakan besar dan kecilnya gigi .Bilangan modul biasanya bilangan utuh, kecuali untuk gigi yang kecil. (Bilangan yang ditulis tak berdimensi, walaupun dalam arti yang sesungguhnya dalam satuan mm )

Sudut tekanan adalah sudut yang dibentuk antara garis singgung dua roda gigi dan garis perpindahan gaya antar dua gigi yang bekerja sama.

Modul gigi

Modul & Pressure Angle

Modul gigi besar Sudut tekanan kecil (14 ½0 )

Modul gigi sedang Sudut tekanan sedang (200)

Modul gigi kecil Sudut tekanan besar (250)

.

Perbedaan modul menyebabkan bentuk sama tetapi ukurannya diperkecil, sedang perbedaan sudut tekanan menyebabkan tinggi gigi sama tetapi dapat lebih ramping.

Modul gigi (M) : M = t / (pi) T = jarak bagi gigi (pitch)M = ditulis tanpa satuan ( diartikan dalam: mm)

Diameter roda gigi : (ada empat macam diameter gigi)1. diameter lingkaran jarak bagi (pitch = d )2. diameter lingkaran dasar (base)3. diameter lingkaran kepala (adendum/max)4. diameter lingkaran kaki (didendum/min)

diamater lingkaran jarak(bagi) : d = M . z ------ (mm) z = jumlah gigi sehingga : d = ( t . z )/ p ----- (mm)

Gaya – gaya yang bekerja pada roda gigi

Gaya tangensial: merupakan gaya yang dipindahkan dari roda gigi satu ke roda gigi yang lain. Dapat digambarkan dalam persamaan

v : kecepatan keliling (m/s)Pd : daya rencana (kW)Ft : gaya tangensial (kg)

PfPDimanav

PF cd

d 102

1

Gaya radial: merupakan gaya yang menyebabkan kedua roda gigi saling mendorong ( dapat merugi kan).

Dalam era globalisasi sudut tekanan distandarkan : a = 20 0

Beban permukaan yang diijinkan per satuan lebar gigiPerhitungan beban permukaan

yang diijinkan per satuan lebar gigi dapat diperoleh dari persamaan

)/(...........2

...'21

21 mmkg

zz

zdkfF oHvH

Kecepatan Linear Roda GigiKecepatan keliling merupakan

kecepatan yang dicapai roda gigi dalam satu meter per detik. Berikut adalah persamaan yang menyangkut hal tersebut adalah

1000.60

.. 11 ndv o

Beban lentur yang diijinkan per satuan lebar sisi

Besarnya beban lentur yang diijinkan per satuan lebar sisi dapat dihitung dengan besarnya modul motif jumlah gigi (z), faktor bentuk gigi (Y) dari roda gigi standar dengan sudut tekanan 20º )/(...' mmkgfymF vab

Pemeriksaan Terhadap LenturanPemeriksaan roda gigi terhdap

lenturan ini merupakan awal dari pemilihan beban yang akan digunakan dalam perencanaan, sehingga perencanaan aman untuk digunakan, berikut adalah formulasi dalam menentukan tegangan tersebut adalah

bmYf

F

v

tb

Transmisi roda gigiTransmisi daya dengan roda gigi

mempunyai keuntungan, diantaranya tidak terjadi slip yang menyebabkan speed ratio tetap, tetapi sering adanya slip juga menguntungkan, misalnya pada ban mesin (belt) , karena slip merupakan pengaman agar motor penggerak tidak rusak.

Apabila putaran keluaran (output) lebih rendah dari masukan (input) maka transmisi disebut : reduksi ( reduction gear), tetapi apabila keluaran lebih cepat dari pada masukan maka disebut : inkrisi ( increaser gear).

Perbadingan input dan output disebut : perbandingan putaran transmisi (speed ratio), dinyatakan dalam notasi : i .

Speed ratio(i )= n1 / n2 = d2 / d1

= z2 / z1

Apabila:i < 1= transmisi roda gigi inkrisi

i > 1= transmisi roda gigi reduksi

.

Wheel Pinion Pinion Wheel z2 , n2 z1, n1 z1, n1 z2, n2

Ada dua macam roda gigi sesuai dengan letak giginya :1. Roda gigi dalam (internal gear), yang mana gigi terletak

pada bagian dalam dari lingkaran jarak bagi.

2. Roda gigi luar ( external gear), yang mana gigi terletak dibagian luar dari lingkaran jarak, jenis roda gigi ini paling banyak dijumpai.Roda gigi dalam- banyak dijumpai pada transmisi roda gigi planit (planitary gear) dan roda gigi cyclo.

Apabila dua rodagigi dengan gigi luar maka putaran output akan berla wanan arah dengan putaran inputnya, tetapi bila salah satu rodagigi dengan gigi dalam maka arah putaran output akan sama dengan arah putaran input.

Bila kerjasama lebih dari dua rodagigi disebut : transmisi kereta api (train gear).

.

Train Gear

Speed ratio pertama : i1 = n1 / n2 n1 z1Speed ratio kedua : i 2 = n2 / n3

Speed ratio total : i T = i 1 x i 2 = n1 /n2 x n2 /n3 = n1 / n3Jadi pada train gear, speed ratio hanya tergantung roda gigi pertama dan yang terakhir, sedang roda gigi diantaranya hanya sebagai makelar saja.

Speed ratio total : i T = n1 / n3 = d3 / d1 = z3 / z1 .Sedang arah putaran tergantung jumlah roda gigi, apabila

jumlahnya genap ( 8, 10, 20 dll) pasti arah putaran output berlawanan arah Tetapi bila jumlah rodagigi gasal (3, 9, 15 dll) maka arah putaran output sama dengan arah inputnya.

Untuk roda gigi lurus (spur) dan penggunaan normal maka batas speed ratio adalah 6 , apabila speed ratio lebih dari enam harus dibuat dengan dua tingkat (stage).

Speed ratio maksimal : i maks < 6

. Apabila speed ratio lebih dari enam maka dilakukan sebagai berikut (Multi stages):

Output : z4 , n4Pinion z2, n2 z3, n3Z1, n1Contoh gambar di atas transmisi rodagigi dua tingkat ( two stages)

Speed ratio total : i T = n1 / n2 x n3 / n4 = (n1 . n3) / (n2 . n4)

Pada gambar sket di atas terlihat bahwa fungsi roda gigi , selain yang pertama (pinion) dan yang terakhir (wheel), yaitu roda gigi 2 dan roda gigi 3 diperhitungkan dalam menghitung speed ratio total.

Contoh pembuatan rodagigi lurusdalam pembuatan produk roda gigi lurus,

modul 1,5 dan Z 301. Alat dan bahanMesin bubut, mesin frais universalPisau frais M 1,5Kikir rata halusJangka sorongMata bor ø 15 dan ø 16 (mm)Bor senterMandrelBahan : Aluminium cor, ø 50 x 38 (mm)

TINDAKAN KEAMANAN / KESELAMATAN KERJAJangan merubah kecepatan mesin ketika

mesin dalam keadaan hidupLetakkan semua alat ukur pada tempat

yang aman / terpisah pada benda yang kasar.

Pakailah alat pelindung mata ketika membubut dan mengetam (mengefrais).

Dilarang membersihkan tatal mesin (sisa potongan bahan) pada saat mesin masih hidup.

Jangan meninggalkan mesin dalam keadaan hidup

Langkah kerja1. Meminta bahan dan perlengkapan bubut dan

frais kepada teknisi.2. Chek ukuran bahan dan alat bantu yang

diperlukan.3. Mempersiapkan mesin bubut dan

perlengkapannya.4. Cekam benda kerja dan sisakan ± 3mm,kuatkan.5. Bubut rata permukaan ujung benda kerja,

kemudian lepas.6. Cekam ujung benda kerja yang telah di bubut

rata seperti langkah no 4, bubut rata ujung benda kerja sehingga mencapai ukuran panjang 20 mm.

7. Lakukan pengeboran senter.8. Lakukan pengeboran dengan diameter mata bor 15

mm.9. Lakukan pengeboran dengan mata bor ø 16mm,

kurangi kecepatan pemakanan.10. Lepas benda kerja, kemudian pasang pada mandrel

dengan diameter 16mm.11. Cekam mandrel, kemudian bubut rata permukaan

benda kerja ø 43mm.12. Tirus bagian ujung benda kerja 2x45⁰, lepas benda

kerja.13. Mempersiapkan peralatan dan perlengkapan mesin

frais.14. Gunakan kepala pembagi dengan jumlah lobang 18.15. Pasang benda kerja pada cekam kepala pembagi

Menentukan titik nol pemakanan dengan cara - Nyalakan motor spindel utama- Dekatkan mata pisau frais tepat diatas benda kerja, turunkan posisi pisau dengan memutar handel penurun dan penaik meja.-Posisi pisau harus benar-benar sejajar (sesumbu) dengan benda kerja.-Turunkan hingga sedikit menyentuh benda kerja. -Putar pengukur pada handle penaik dan penurun meja pada posisi nol, jauhkan mata pisau frais.

Naikkan meja frais setinggi 3,25mm, sebagai tinggi gigi, kemudian makankan, jauhkan kembali.

Putar piring pembagi 1kali putaran dan 6 lubang pada piring pembagi 18.

Lakukan langkah kerja 17 dan 18, hingga terbentuk roda gigi.

Lepas roda gigi dari cekam maupun darin mandrel.

Rapikan bagian kepala roda gigi menggunakan kikir halus.

Buat lubang pasak.

Nama dan istilah dalam roda gigilurusLingkaran puncak, adalah lingkaran yang

melalui puncak roda gigi. Diameter lingkaran puncak ini dinyatakan dengan Dk.

Lingkaran alas, adalah lingkaran pada alas roda gigi. Diameter dari lingkaran ini dinyatakan dengan Dv.

Lingkaran jarak, dua roda yang kerja 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

Jumlah gigi dari suatu roda gigi dinyatakan dengan huruf z, jumlah putaran tiap-tiap menit dengan n.

Angka transmisi i adalah perbandingan jumlah putaran roda gigi yang berputar dan yang diputar.

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.

Jari kutub m adalah bilangan yang diperbanyak dengan menghasilkan jarak antara gigi-gigi. Banyaknya gigi-gigi kali jarak antara adalah sama dengan keliling lingkaran jarak :

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

Tinggi alasHv, adalah jarak dari lingkaran – jarak sampai lingkaran – alas.

Puncak gigi ialah bagian gigi diatas lingkaran jarak.

Alas gigi ialah bagian gigi antara lingkaran jarak dan lingkaran alas.

Profil gigi ialah bentuk penampang lintang tegak lurus dari gigi

Terima kasih