Roda gigi lurus( spur gear ) Oleh Ridho setiadi Stik – smart engineer 10/ 13541/ TP
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