Roda Gigi Lurus (1)

RODA GIGIRODA GIGI

1. Roda Gigi Lurus ( Spur Gear ) 1. Roda Gigi Lurus ( Spur Gear )

2. Roda Gigi Miring ( Helical Gear )2. Roda Gigi Miring ( Helical Gear )

3. Roda Gigi Kerucut (Bevel Gear)3. Roda Gigi Kerucut (Bevel Gear)

4. Roda Gigi Cacing ( Worm Gear )4. Roda Gigi Cacing ( Worm Gear )

5. Pinyon dan Batang Gigi (Rack and Pinion)5. Pinyon dan Batang Gigi (Rack and Pinion)

Difinisi TeknisDifinisi Teknis

Difinisi TeknisDifinisi Teknis

Perbandingan KecepatanPerbandingan Kecepatan

1

2

1

2

2

1

Z

Z=

D

D=

N

N=i

n3 2 1 i.......i .i .i =i

Bahan Roda Gigi.Bahan Roda Gigi.

Tergantung:Tergantung: KekuatanKekuatan Kondisi KerjaKondisi Kerja Suara (noise)Suara (noise)

Perancangan Roda Gigi.Perancangan Roda Gigi.

Data yang diperlukan dalam Data yang diperlukan dalam perancangan roda gigi:perancangan roda gigi:

Daya yg ditransmisikanDaya yg ditransmisikan Kecepatan roda gigi penggerakKecepatan roda gigi penggerak Kecepatan roda gigi yg digerakkan Kecepatan roda gigi yg digerakkan

atau perbandingan kecepatan.atau perbandingan kecepatan. Jarak sumbu porosJarak sumbu poros

Kekuatan Bending Gigi Roda Gigi.Kekuatan Bending Gigi Roda Gigi.

Tegangan bendingTegangan bending..

I

y.M=fw

( ) ( )2

T3

T

w t b

6 h×W=

12

t b2

t h×W

=f

h 6

t×b×f=W

2

wT

MisalkanMisalkan : t = x.p: t = x.pcc dan h = k.p dan h = k.pcc

dimana x dan k adalah dimana x dan k adalah konstanta, maka:konstanta, maka:

k 6

x×p×b×f=

p k 6

px×b×f=W

2

cwc

2c

2

wT

y=k6

x Masukkan

2

y×m.π×b×f=y×p×b×f=W wcwT

020 tekan sudut untuk T

912,0-0,154=y

014,5 tekan sudut untuk T

684,0-0,124=y

Tegangan kerja yang diijinkan.Tegangan kerja yang diijinkan.

ffW W = f = f00 . C . CVV → f→ f00 = tegangan statis bahan yg diijinkan. = tegangan statis bahan yg diijinkan.

CCVV = faktor kecepatan. = faktor kecepatan.

m/det 12,5 kecep pd diop. dan biasa dipotong yg utk ,V+3

3=CV ≈

m/det 12,5 kecep pd diop. dan teliti lebih dipotong yg ,V+5,4

5,4=CV ≈

m/det 20 kecep pd diop. dan teliti dng dipotong yg ,V+6

6=CV ≈

m/det 20 kecep pd diop. dan teliti lebih dng dipot. yg ,V+75,0

75,0=CV ≈

logam. non bahan dari gigi roda untuk ,25,0+V+1

75,0=CV

Tabel tegangan statis bahan yang diijinkan (fTabel tegangan statis bahan yang diijinkan (f00).).

f0 = fu / 3 , utk baja

Beban dinamikBeban dinamik (W(WDD).).

Ketidak tepatan ruang celah gigi, ketidak teraturan profil Ketidak tepatan ruang celah gigi, ketidak teraturan profil

gigi, defleksi pada gigi akibat beban.gigi, defleksi pada gigi akibat beban.

( )T

TTiTD W+bC +V.11,0

W+C.b V.11,0+W=W+W=W

WD = total beban dinamik (kg)WT = beban steady dari torsi yang ditransmisikan (kg)WI = tambahan beban karena gaya dinamik (tergantung pada kecepatan,lebar permukaan gigi, bahan roda gigi, ketelitian pemotongan dan gaya tangensial) V = kecepatan keliling (m/menit)b = lebar permukaan gigi (cm)C = deformasi atau faktor dinamik (cm)

Nilai C bisa ditentukan dengan menggunakan Nilai C bisa ditentukan dengan menggunakan hubungan berikut:hubungan berikut:

GP E

1+

E

1e.K

=C

K = faktor yang tergantung pada bentuk gigi = 0,107, untuk 14,50 full depth involute system = 0,111, untuk 200 full depth involute systemEP = modulus elastisitas bahan pinionEG = modulus elastisitas bahan geare = kesalahan gerak gigi (cm)

Kesalahan gerak maksimum yang diijinkan (e) tergantung Kesalahan gerak maksimum yang diijinkan (e) tergantung pada kecepatan keliling (V) dan ketelitian dalam pada kecepatan keliling (V) dan ketelitian dalam pemotongan roda gigi. Beberapa nilai pendekatan (e) pemotongan roda gigi. Beberapa nilai pendekatan (e) untuk roda gigi dengan pemotongan yang baik, untuk roda gigi dengan pemotongan yang baik, ditunjukkan pada tabel berikut.ditunjukkan pada tabel berikut.

Beban lelah (WBeban lelah (WSS).).

Ws = fe. b. pc. y = fe. b. π m. y

Catatan: untuk keamanan, (Ws) harus lebih besar dari (WD).Untuk beban steady Ws ≥ 1,25 WDUntuk beban fluktuatif Ws ≥ 1,35 WDUntuk beban kejut Ws ≥ 1,50 WD

Beban keausan gigi (WBeban keausan gigi (WWW).).

Ww = DP. b. Q. K

,T+T

T.2=

1+VR

VR.2=Q

PG

G

,TT

T.2

1VRVR.2

QPG

G

-

ratio velocity =T

T=VR

P

G

Ww = beban maksimum atau beban batas keausan (kg).

DP = pitch diameter pinion (cm)

b = lebar permukaan gigi pinion (cm)Q = ratio factor

untuk roda gigi luar (external gears)

untuk roda gigi dalam (internal gears)

K = faktor tegangan-beban (load-stress factor)

ffeses = batas lelah permukaan (kg/cm = batas lelah permukaan (kg/cm22))

φφ = sudut tekan= sudut tekan

EEPP = modulus elastisitas bahan pinion (kg/cm = modulus elastisitas bahan pinion (kg/cm22))

EEGG = modulus elastisitas bahan gear (kg/cm = modulus elastisitas bahan gear (kg/cm22))

)E

1+

E

1(

4,1

φ Sin f=K

GP

2es

K = faktor tegangan - beban (load-stress factor)

Tabel berikut menunjukkan batas lelah permukaan (fTabel berikut menunjukkan batas lelah permukaan (feses).).

Catatan: 1. untuk baja bisa didapat dari hubungan berikut: fes = (28. BHN – 700) kg/cm2

2. Beban batas keausan (Ww) tidak lebih kecil dari (WD)

Prosedur perancangan roda gigi lurusProsedur perancangan roda gigi lurusDalam merancang roda gigi lurus, prosedur berikut dapatDalam merancang roda gigi lurus, prosedur berikut dapat

diikuti.diikuti.

11. . Beban tangensial gigi diperoleh dari hubungan berikutBeban tangensial gigi diperoleh dari hubungan berikut..

sT C×V

4500.P=W

WT = beban tangensial gigi yang diijinkan (kg)

P = daya yang ditransmisikan (hp)V = kecepatan keliling (m/menit)

(m/menit) 100

N.D.π=V

D = pitch diameter (cm)N = kecepatan putar (rpm)Cs = service factor (tabel)

Tabel service factor (CTabel service factor (CSS).).

Catatan: nilai service factor diatas untuk pelumasan yang baik, bila tidak dan pelumasan dengan grease, nilai tersebut dibagi dengan 0,65.

2. Aplikasikan persamaan Lewis.2. Aplikasikan persamaan Lewis.

WT = fw. b. pWT = fw. b. pcc. y = fw . b. π m. y = (f. y = fw . b. π m. y = (f00.Cv). b. π m. y .Cv). b. π m. y

Catatan: 1. Persamaan Lewis hanya diaplikasikan pada roda gigiCatatan: 1. Persamaan Lewis hanya diaplikasikan pada roda gigi yang lebih lemah (pinion atau gear)yang lebih lemah (pinion atau gear) 2.2. Bila pinion dan gear dibuat dari bahan yang sama, Bila pinion dan gear dibuat dari bahan yang sama, maka pinion yang lebih lemah.maka pinion yang lebih lemah. 3.3. Bila pinion dan gear dibuat dari bahan yang berbeda, Bila pinion dan gear dibuat dari bahan yang berbeda,

maka perkalian (fmaka perkalian (fww.y) atau (f.y) atau (f00.y) adalah faktor penentu. .y) adalah faktor penentu.

Persamaan Lewis akan digunakan pada roda gigi Persamaan Lewis akan digunakan pada roda gigi

dimana (fdimana (fww.y) atau (f.y) atau (f00.y) yang lebih kecil..y) yang lebih kecil.

4.4. Perkalian (fPerkalian (fww. y) disebut faktor kekuatan gear.. y) disebut faktor kekuatan gear.

5.5. Lebar permukaan gigi dapat diambil 3.pLebar permukaan gigi dapat diambil 3.pcc s/d 4.p s/d 4.pcc

(9,5.m s/d 12,5.m) untuk gigi yang dipotong dan 2.p(9,5.m s/d 12,5.m) untuk gigi yang dipotong dan 2.pcc

s/d 3.ps/d 3.pcc (6,5.m s/d 9,5.m) untuk gigi yang (6,5.m s/d 9,5.m) untuk gigi yang

dituang/dicor.dituang/dicor.

33. Menghitung beban dinamik (WD) pada gigi dengan . Menghitung beban dinamik (WD) pada gigi dengan

persamaan Buckingham.persamaan Buckingham.

T

TTITD W+C.b+V.11,0

)W+C.b(V.11,0+W=W+W=W

Nilai beban tangensial diperoleh dari persamaan WT = V

P 4500.

tanpa memasukkan faktor Cs.

4. Mencari beban statik (Ws) yaitu kekuatan lelah gigi, dengan rumus berikut.

Ws = fe . b. pc. y = fe. b. π m. y

Untuk keamanan dari kerusakan Ws harus lebih besar dari WD

5. Mencari beban aus gigi (Ww) dengan hubungan 5. Mencari beban aus gigi (Ww) dengan hubungan

berikut.berikut.

Ww = DWw = DPP. b. Q. K. b. Q. K

Nilai Ww tidak boleh lebih kecil dari WD Nilai Ww tidak boleh lebih kecil dari WD

Contoh.Contoh.Sepasang roda gigi lurus mentransmisikan daya 30 hp, ketika putaran Sepasang roda gigi lurus mentransmisikan daya 30 hp, ketika putaran pinion pada 300 rpm. Velocity ratio 1:3. Tegangan statik yang diijinkan pinion pada 300 rpm. Velocity ratio 1:3. Tegangan statik yang diijinkan untuk bahan pinion dan gear adalah 1200 dan 1000 kg/cmuntuk bahan pinion dan gear adalah 1200 dan 1000 kg/cm22. Pinion memiliki . Pinion memiliki 15 gigi dan lebar permukaan gigi 14 kali modul.15 gigi dan lebar permukaan gigi 14 kali modul.Tentukan : Tentukan : 1. Modul (m).1. Modul (m).2. Lebar permukaan gigi (b).2. Lebar permukaan gigi (b).3. Pitch diameter pinion dan gear (D3. Pitch diameter pinion dan gear (DPP, D, DGG))

Faktor bentuk gigi dapat diambil Faktor bentuk gigi dapat diambil

Faktor kecepatan Faktor kecepatan

Penyelesaian:Penyelesaian:Daya yang ditransmisikan, P = 30 hpDaya yang ditransmisikan, P = 30 hpKecepatan pinion, NKecepatan pinion, NPP = 300 rpm = 300 rpmVelocity ratio, VR = 1:3Velocity ratio, VR = 1:3Tegangan statik yang diijinkan untuk pinion, fTegangan statik yang diijinkan untuk pinion, f0P0P = 1200 kg/cm = 1200 kg/cm22

Tegangan statik yang diijinkan untuk gear, fTegangan statik yang diijinkan untuk gear, f0G0G =1000 kg/cm =1000 kg/cm22

Jumlah gigi pinion, TJumlah gigi pinion, TPP = 15 = 15Lebar permukaan gigi, b = 14.modul = 14.mLebar permukaan gigi, b = 14.modul = 14.m

T

912,0-154,0=y

V+3

3=Cv

1. Modul1. Modul

Bila DBila DPP = pitch diameter pinion (cm)= pitch diameter pinion (cm)

mm = modul (cm) = modul (cm) Kecepatan keliling, Kecepatan keliling, V = V = (m/menit)(m/menit)

VV = 2,36.m (m/detik)= 2,36.m (m/detik)

Beban tangensial rencana pada gigi,Beban tangensial rencana pada gigi, WT = WT =

Dengan mengasumsi kondisi beban steady dan bekerja 6-10 Dengan mengasumsi kondisi beban steady dan bekerja 6-10 jam per hari, maka service factor, Cs = 1jam per hari, maka service factor, Cs = 1

Sehingga, WT = Sehingga, WT = (kg)(kg)

mmNTmND PPPP .4,141100

300.15..

100

...

100

..

sCV

P

4500

mm

8,9541

.4,141

450030

Faktor bentuk gigi untuk pinion, Faktor bentuk gigi untuk pinion,

Faktor bentuk gigi untuk gear, Faktor bentuk gigi untuk gear,

(VR= 1:3 (VR= 1:3 T TGG = 3.T = 3.TPP = 3. 15 = 45) = 3. 15 = 45)

Sehingga, (fSehingga, (f0P0P .y .yPP) = 1200 . 0,0932 = 111,84 ) = 1200 . 0,0932 = 111,84

(f(f0G0G. y. yGG) = 1000. 0,1337 = 133,7) = 1000. 0,1337 = 133,7

Karena (fKarena (f0P0P.y.yPP) lebih kecil dari (f) lebih kecil dari (f0G0G.y.yGG), maka pinion lebih lemah.), maka pinion lebih lemah.

Faktor kecepatan, Cv = Faktor kecepatan, Cv =

Gunakan persamaan Lewis untuk pinion (yang lebih lemah),Gunakan persamaan Lewis untuk pinion (yang lebih lemah),

WT = (fWT = (f0P0P .. Cv)Cv) .. b b .. π mπ m .. yyPP

0932,015

912,0154,0

T

912,0154,0yp

P

1337,045912,0

154,0T912,0

154,0yGG

mV .36,23

3

3

3

m

m

mmm

mm .36,23

.3,12796,00932,0..14

.36,23

31200

8,954 2

0,796 (3+2,36.m) = 12,3.m0,796 (3+2,36.m) = 12,3.m33

3+2,36.m = 3+2,36.m = didapat m = 0,65 cm = didapat m = 0,65 cm = 6,5 mm6,5 mm

Diambil modul standar diatas 6,5 mm yaitu 8 mm.Diambil modul standar diatas 6,5 mm yaitu 8 mm.

2. Lebar permukaan gigi, b = 14.m = 14.8 = 112 mm.2. Lebar permukaan gigi, b = 14.m = 14.8 = 112 mm.

33

.45,15796,0

.3,12m

m

3. Pitch diameter pinion dan gear, DP = m . TP = 8 . 15 = 120 mm DG = m . TG = 8 . 45 = 360 mm

Contoh:Contoh:

Sepasang roda gigi lurus (full depth involute tooth) dengan sudut Sepasang roda gigi lurus (full depth involute tooth) dengan sudut tekan 20tekan 200 0 untuk mentransmisikan daya 50 hp pada putaran pinion untuk mentransmisikan daya 50 hp pada putaran pinion 750 rpm. Velocity ratio 3,5:1.750 rpm. Velocity ratio 3,5:1.

Pinion dibuat dari baja yang memiliki tegangan statik ijin 1110 Pinion dibuat dari baja yang memiliki tegangan statik ijin 1110 kg/cmkg/cm22, sedang gear, sedang gear dibuat dari besi tuang yang memiliki tegangan dibuat dari besi tuang yang memiliki tegangan statik ijin 600 kg/cmstatik ijin 600 kg/cm22. Pinion memiliki 16 gigi dengan lebar . Pinion memiliki 16 gigi dengan lebar permukaan gigi 12 kali modul. permukaan gigi 12 kali modul.

Tentukan : modul, lebar permukaan gigi, pitch diameter pinion dan Tentukan : modul, lebar permukaan gigi, pitch diameter pinion dan

gear.gear.

Faktor bentuk gigi diberikan, Faktor bentuk gigi diberikan,

Faktor kecepatan diberikan, Faktor kecepatan diberikan,

Cek gear yang dirancang terhadap keausan, fCek gear yang dirancang terhadap keausan, feses = 12000 kg/cm = 12000 kg/cm22

T912,0

154,0y

V55

Cv

Penyelesaian:Penyelesaian:

Daya yang ditransmisikan, P = 50 hpDaya yang ditransmisikan, P = 50 hp

Kecepatan pinion, NP = 750 rpmKecepatan pinion, NP = 750 rpm

Velocity ratio, VR = 3,5:1Velocity ratio, VR = 3,5:1

Tegangan statik ijin bahan pinion, fTegangan statik ijin bahan pinion, f0P0P = 1110 kg/cm = 1110 kg/cm22

Tegangan statik ijin bahan gear, fTegangan statik ijin bahan gear, f0G0G = 600 kg/cm = 600 kg/cm22

Jumlah gigi pinion, TJumlah gigi pinion, TPP = 16 = 16

Lebar permukaan, b = 12.modul = 12.mLebar permukaan, b = 12.modul = 12.m

1. Modul.1. Modul.

Kecepatan keliling, Kecepatan keliling,

V = V = (m/menit)(m/menit)

V = 6,28.m (m/detik)V = 6,28.m (m/detik)

Beban tangensial rencana pada gigi:Beban tangensial rencana pada gigi:

WT = WT =

mmNmTND PPPP .377100

750.16..

100

..

100

..

sCV

P 4500

Dengan mengasumsi kondisi beban steady dan beroperasi 8-10 Dengan mengasumsi kondisi beban steady dan beroperasi 8-10 jam per hari, maka Cs = 1jam per hari, maka Cs = 1

Sehingga, WT = Sehingga, WT = (kg)(kg)

Faktor kecepatan, Cv = Faktor kecepatan, Cv =

Faktor bentuk gigi pinion, yFaktor bentuk gigi pinion, yPP = 0,154 - = 0,154 - 0,154 - 0,154 -

Faktor bentuk gigi gear, yFaktor bentuk gigi gear, yGG = 0,154 - = 0,154 - 0,154 - 0,154 -

Sehingga, (fSehingga, (f0P0P . y . yPP) = 1110 . 0,097 = 107,67) = 1110 . 0,097 = 107,67

(f(f0G0G . y . yGG) = 600 . 0,138 = 82,8) = 600 . 0,138 = 82,8..

Karena (fKarena (f0G0G . y . yGG) lebih kecil dari pada (f) lebih kecil dari pada (f0P0P . y . yPP), maka gear yang ), maka gear yang

lebih lemah.lebih lemah.

mm

8,5961

.377

450050

mV .28,65

5

5

5

PT

912,0097,0

16

912,0

GT

912,0136,0

56

912,0

Gunakan persamaan Lewis untuk gear (yang lebih lemah),Gunakan persamaan Lewis untuk gear (yang lebih lemah),

WT = (fWT = (f0G0G.Cv).b.π m.y.Cv).b.π m.yGG

2. Lebar permukaan gigi, b = 12.m = 12 . 6 = 72 mm2. Lebar permukaan gigi, b = 12.m = 12 . 6 = 72 mm

3. Pitch diameter pinion dan gear,3. Pitch diameter pinion dan gear, DDPP = m.T = m.TPP = 6 . 16 = 96 mm = 6 . 16 = 96 mm DDGG = m.T = m.TGG = 6 . 56 = 336 mm = 6 . 56 = 336 mm

4. Cek gear terhadap keausan.4. Cek gear terhadap keausan. Faktor perbandingan (ratio factor), Q = Faktor perbandingan (ratio factor), Q =

mmcmmmm

mm

m

m

mmmm

66,0.13,26995,0

.26.28,65

.28,65

.26995,0

138,0..12.26,65

5600

8,596

332

55,115,3

5,32

1

2

VR

VR

Faktor beban-tegangan, K =Faktor beban-tegangan, K =

76,52=)10×1

1+

10×2

1(

4,1

20sin)12000(=K 66

02

GP

es

EE

Sinf 11

4,1

2

(diambil EP = 2 . 106 kg/cm2 dan EG = 1. 106 kg/cm2)

Bila Ww = beban maksimum atau beban batas keausan.

Maka Ww = DP.b.Q.K = 9,6. 7,2. 1,55. 52,76 = 5652 kg

Karena beban aus maksimum jauh lebih besar dari beban

tangensial pada gigi, maka rancangan terhadap keausan

sudah memenuhi syarat.

Konstruksi roda gigi lurusKonstruksi roda gigi lurus

Tabel hubungan besar diameter roda gigi dengan jumlah rujiTabel hubungan besar diameter roda gigi dengan jumlah ruji..

Penampang rujiPenampang ruji

Perancangan poros roda gigi lurusPerancangan poros roda gigi lurus

Diameter poros untuk roda gigi lurus dapat dicari dengan Diameter poros untuk roda gigi lurus dapat dicari dengan mengikuti prosedur berikut.mengikuti prosedur berikut.

1.1. Mencari beban normal (WN) yang bekerja antara permukaan gigi.Mencari beban normal (WN) yang bekerja antara permukaan gigi.

WWNN = = WT = beban tangensial; WT = beban tangensial; ¢¢ = sudut tekan= sudut tekancosTW

2. Berat gear didapat dengan,2. Berat gear didapat dengan,

WWG G = 0,118.T= 0,118.TGG.b.m.b.m22 (kg) (kg)

TTGG = jumlah gigi gear = jumlah gigi gear

b = lebar permukaan gigi (cm)b = lebar permukaan gigi (cm) m = modul (cm)m = modul (cm)3.3. Beban resultan (WR) yang bekerja pada gear.Beban resultan (WR) yang bekerja pada gear.

WWRR = =

4.4. Bila gear overhang pada poros, maka momen bendingBila gear overhang pada poros, maka momen bending pada poros akibat beban resultan,pada poros akibat beban resultan,

M = WM = WRR . x . x x = jarak antara titik pusat gear ke pusat x = jarak antara titik pusat gear ke pusat

bantalan bantalan 5.5. Bila poros dibawah pengaruh kombinasi torsi dan Bila poros dibawah pengaruh kombinasi torsi dan bending, maka akan dicari torsi bending, maka akan dicari torsi equivalentequivalent (Te) (Te)..

cos222GNGN WWWW

22 T+M=TeTorsi ekivalen

2GDT = momen torsi = WT .

6. Diameter poros gear (d) dicari dengan hubungan berikut.

fs = tegangan geser bahan

poros.3

S d.f.16

π=Te

Perancangan Ruji.

Tegangan bending, Z

M=fb

2.n

D x W =

n2

D x W

=M GS

GS

Momen bending,

Modulus penampang ruji (elip), ,32

b..aπ = Z 1

21

a1 = sumbu mayor = 2.b1

b1 = sumbu minor.n = jumlah ruji.DG = pitch diameter.Cv = faktor kecepatan.WT = gaya tangensial

Beban maksimum, Cv

W =W T

S

Catatan:

Ruji biasanya dibuat tirus atau mengecil kearah

bingkai, yaitu sebesar 1/16 cm per cm panjang ruji.

Karena itu bagian sumbu mayor pada ujung ruji di

bingkai:

a2 = a1 – ketirusan

= a1 – 1/16 . Panjang ruji.

32

D - a =

2

Dx

16

1 - a = a G

1G

12

Contoh.Sebuah poros motor yang berputar pada 1500 rpm mentransmit daya 20 hp ke poros berputaran rendah dengan reduksi kecepatan 3:1. Pinion dengan gigi involute (14,50) dengan jumlah gigi 25. Pinion dan gear terbuat dari baja dengan tegangan aman maksimum 2000 kg/cm2. Tegangan aman untuk poros gear 400 kg/cm2.Rancang roda gigi lurus yang memadai. Diasumsi torsi awal 25% lebih besar dari torsi rata-rata.Penyelesaian: Kecepatan poros motor, NP = 1500 rpm

Daya yang ditransmisikan, P = 20 hpPerbandingan reduksi kecepatan = 3:1Sudut tekan,14,5 o

Jumlah gigi pinion, TP = 25.

Tegangan aman maksimum untuk bahan pinion dan gear,

f0P = f0G=2000 kg/cm2

Tegangan aman untuk bahan poros, fs = 400 kg/cm2

Karena torsi awal 25% lebih besar dari torsi rata-rata, maka roda

gigi harus dirancang untuk daya, P1 = 1,25 P = 1,25 . 20 = 25 hp.

Perbandingan reduksinya 3, karena itu jumlah gigi pada gear,

TG= 3 TP = 3. 25 =75

Bila diasumsi modul untuk pinion dan gear, m = 6 mm

Maka pitch diameter pinion, DP = m.TP= 6 . 25 = 150 mm = 15 cm

Pitch diameter gear, DG= m.TG = 6 . 75 = 450 mm = 45 cm

m/detik. 11,78 = m/menit 707=100

1500.15.π=

100

N.D.π=V PP

(diambil) 1= C→ kg 159 = 1x707

4500 x 25 =C×

V

4500×P=W SS

1T

Kecepatan keliling,

Beban tangensial rencana pada gigi,

203,0=78,11+3

3=

V+3

3=CV

0,0966 = 25

0,684 - 0,124 =

T

684,0-124,0=y

Pop

Untuk gear yang dipotong biasa dan dioperasikan pada kecepatan sampai 12,5 m/det, maka faktor kecepatannya,

Karena pinion dan gear dibuat dari bahan yang sama, maka pinion lebih lemah, maka faktor bentuk untuk pinion,

Perancangan untuk roda gigi lurus:

Bila b = lebar permukaan gigi pinion dan gear

Gunakan hubungan, WT = (f0P .Cv).b. π.m . yP

159 = (2000 . 0,203 ) b . π . 0,6 . 0,0966 = 74 b → b = 2,15 cm

Dalam prakteknya b diambil 9,5m -12,5m, tetapi dalam kondisi

tertentu karena terbatasnya ruang, bisa diambil b = 6m.

Karena itu lebar permukaan diambil b = 6m = 6.6 = 36 mm.

Ukuran yang lainnya untuk pinion dan gear sebagai berikut:

Addendum = 1.m = 6 mm

Dedendum = 1,25.m = 7,5 mm

Working depth = 2.m = 12 mm

Tooth thickness = 1,5708.m = 9,4248 mm

Minimum clearance = 0,25.m =1,5 mm

Perancangan untuk poros pinion:

Beban normal yang bekerja antara permukaan gigi,

kg 3,164=9681,0

159=

5,14cos

159=

φcos

W=W 0

TN

Berat pinion,

WP = 0,118. TP. b. m2 = 0,118. 25. 3,6. 0,62 = 3,8 kg

Karena berat pinion sangat kecil dibanding beban normal, maka

dapat diabaikan. Jadi beban resultan yang bekerja pada pinion,

WR = WN = 164,3 kg

kg 5,1192=2

15×159=

2

Dx W=T P

T

cm-kg 2030 =5,1192+1643=T+M=T 2222e

d . 55,78=xd400x16

π =d×f×

16

π=T 3

P3

P3

PSe

cm 3 atau 2,92 =d → 84,25=55,76

2030=d P

3P

Bila diasumsi pinion overhang (10 cm) pada poros, maka momen

bending pada poros akibat beban resultan, M = WR.10 = 164,3 . 10

= 1643 kg-cm, dan momen torsi pada poros,

Bila dP = diameter poros pinion, maka :

Jadi torsi eqivalen,

Diameter hub pada pinion = 1,8.dP = 1,8. 3 =5,4 cmPanjang hub = 1,25.dP = 1,25. 3 = 3,75 cm

Perancangan untuk poros gear.Berat gear, WG = 0,118. TG. b. m2 = 0,118. 45. 3,6. 0,62 = 6,9 kgBeban resultan pada gear,

φcosW+W2+W+W=W GN2

G2

NR

kg 171=5,14cos.9,6+3,164×2+9,6+3,164=W 022R

Diasumsi gear overhung 10 cm pada poros, maka momen bending pada poros akibat beban resultan, M = WR .10 = 171. 10 = 1710 kg-cm

Torsi pada poros, cm-kg 5,3577=2

45×159=

2

D×W=T G

T

Torsi eqivalen, cm-kg 3965=3577,5 + 1710=T+M=T 2222e

Bila dG = diameter poros gear

cm 4≈7,3=d→xd400x16

π=3965→d×f×

16

π=T G

3G

3GSe

Diameter hub dari gear = 1,8.dG = 1,8. 4 = 7,2 cmPanjang hub dari gear = 1,25.dG = 1,25. 4 = 5 cm Perancangan ruji gearKarena pitch diameter gear 45 cm, maka gear akan diberi 4 ruji. Diasumsi penampang ruji adalah elip dengan sumbu mayor (a1) dua kali sumbu minor (b1). Modulus penampang ruji,

=32

b.a.π=Z 1

21

64

.

232

.. 311

21 aaa

kg 763=203,0

159=

C

W=W

v

TSBeban maksimum yang bekerja,

Momen bending maksimum pada tiap ruji,

cm-kg 404,4=2×4

45×783=

2

D×

n

W=M GS

(diambil) kg/cm 420=f→ 2x4

4,404x64 = 420 →

Z

M=f 2

bb

a1 = 6 cm dan cm 3=2

a=b 1

1 dimensi pada ujung hub

Karena ruji bentuknya tirus kearah bingkai dan ketirusannya1/16 cm per cm panjang ruji (radius gear), maka sumbu mayor ruji pada ujung di bingkai,a2 = a1 - ketirusan

cm 6,4=2

45×

16

16=

2

D×

16

1-a=a G

12 - cm 3,2=2

6,4=b2

Perancangan bingkai (rim)Ketebalan bingkai untuk pinion bisa diambil 1,6m-1,9m. Misal tebal bingkai diambil, tR = 1,6.m = 1,6. 6 = 9,6 atau 10 mmTebal bingkai gear,

cm 20=4

45.6=

n

T.m=t G

R

Diameter hub pada pinion = 1,8.dP = 1,8. 3 =5,4 cmPanjang hub = 1,25.dP = 1,25. 3 = 3,75 cm

Terima Kasih Atas Perhatiannya