BAB I PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Umumnya sebuah kendaraan bermotor dapat bergerak, apabila daya dalam bentuk putaran yang dihasilkan oleh mesin sebagai sumber penggerak utama uta ma kendaraan . Mesin dan kendaraan tersebut t ersebut itu mempunyai jarak tertentu, untuk menghubungkannya daya dalam bentuk putaran ke roda kendaraan, dibuat suatu sistem transmisi percepatan dan perlambatan perlambatan yang dapat meneruskan meneruskan daya daya dalam bentuk putaran
dari mesin
penggerak utama terhadap kendaraan sehingga mampu untuk bergerak. Roda gigi adalah salah satu mekanisme yang dipergunakan untuk memindahkan daya putaran dari poros yang satu ke poros yang lain. Pada umumnya putaran poros yang digerakkan lebih besar putarannya dari pada putaran poros penggerak, tetapi dapat juga terjadi sebaliknya dan biasanya poros penggerak dengan poros yang digerakkan mempunyai putaran yang berlawanan. Sistem pemindahan daya dan putaran tidak hanya dapat dilakukan oleh roda gigi, tetapi juga dapat dilakukan dengan sabuk dan rantai. Fungsi transmisi adalah :
Memperbesar momen pada saat momen yang besar diperlukan.
Memperkecil momen pada saat kendaraan berjalan dengan kecepatan tinggi, hal ini akan mengurangi bahan bakar dan memperkecil suara yang terjadi pada kendaraan.
Untuk memundurkan jalannya kendaraan dengan adanya perkaitan gigi-gigi pada transmisi dikarenakan mesin hanya berputar pada satu arah.
1
1.2. Tujuan
Tujuan tugas rancangan roda gigi ini adalah: 1. Agar mahasiswa memahami hal – hal – hal hal utama yang harus diperhatikan terutama prinsip kerja dan merancang bagian – bagian bagian dari sistem transmisi roda gigi lurus. 2. Agar mahasiswa memahami berbagai hubungan karakteristik bahan dan sifat yang dibutuhkan untuk digunakan dalam merancang suatu sistem transmisi roda gigi lurus.
1.3. Batasan Masalah
Dalam perancangan ini, yang akan di rancang ulang adalah roda gigi lurus dengan spesifikasi : Daya (N)
: 97 Ps
Putaran (n)
: 6000 rpm
1.4. Metode Penulisan
Metode yang diterapkan di dalam penulisan laporan ini, yakni : 1. Studi perpustakaan, meliputi pengumpulan bahan – bahan yang dirangkum dari beberapa buku dan catatan kuliah. 2. Observasi lapangan untuk mengumpulkan data. 3. Pencarian data dan keterangan dari internet.
2
1.2. Tujuan
Tujuan tugas rancangan roda gigi ini adalah: 1. Agar mahasiswa memahami hal – hal – hal hal utama yang harus diperhatikan terutama prinsip kerja dan merancang bagian – bagian bagian dari sistem transmisi roda gigi lurus. 2. Agar mahasiswa memahami berbagai hubungan karakteristik bahan dan sifat yang dibutuhkan untuk digunakan dalam merancang suatu sistem transmisi roda gigi lurus.
1.3. Batasan Masalah
Dalam perancangan ini, yang akan di rancang ulang adalah roda gigi lurus dengan spesifikasi : Daya (N)
: 97 Ps
Putaran (n)
: 6000 rpm
1.4. Metode Penulisan
Metode yang diterapkan di dalam penulisan laporan ini, yakni : 1. Studi perpustakaan, meliputi pengumpulan bahan – bahan yang dirangkum dari beberapa buku dan catatan kuliah. 2. Observasi lapangan untuk mengumpulkan data. 3. Pencarian data dan keterangan dari internet.
2
BAB II LANDASAN TEORI
2.1.
Pengertian Pengertian Roda Gigi
Roda gigi (menurut sularso ,1997) adalah suatu elemen pada mesin yang berungsi sebagai s ebagai alat untuk menstransmisikan menstransmis ikan daya dan putaran put aran yang tidak slip dan berlawanan arah. Kerusakan yang sering dalam roda gigi adalah patahan gigi,keausan atau berlubang-lubang dan tergores kepada
permukaannya akibat dari pecahan
selaput minyak pelumas,kerusakan gigi akibat benturan dan tekanan permukaan merupakan hal penting untuk di perhatikan setiap saat.
2.2.
Fungsi dan Keunggulan Roda gigi.
Menurut
buku
sularso,fungsi
dari
pada
gigi
adalah
untuk
menstransmisikan daya dan putaran.Penerusan daya dan putaran di lakukan oleh gigi-gigi dari kedua roda gigi yang saling berkaitan. Roda gigi mempunyai keunggulan di bandingkan dengan sabuk atau rantai karna lebih ringkas,putaran lebih tinggi dan tepat dan daya lebih besar.
2.3.
Klasifikasi Roda Gigi.
Menurut buku sularso,1997 mengklasifikasikan dari jenis-jenis roda gigi,yaitu:roda
gigi
lurus,roda
gigi
kerucut,roda
gigi
miring,roda
gigi
payung,roda gigi miring ganda,roda gigi dalam,roda gigi cacing dan roda gigi hipoid.
3
2.3.1
Roda Gigi Lurus.
Roda gigi lurus merupakan roda gigi paling dasar dengan jalur gigi yang sejajar dengan sumbu poros.Jenis roda gigi ini dapat menstransmisikan daya dan putaran ontara dua poros yang pararel,seperti gambar 2.1 di bawah ini
Gambar 2.1 Roda Gigi Lurus (Sularso,1997)
2.3.2 Roda Gigi Kerucut
Roda gigi kerucut yang termasuk dasar adalah roda gigi dengan poros sejajar dan dari jenis ini yang paling besar adalah roda gigi lurus.Namun jika di inginkan transmisi untuk putaran tinggi,daya besar dan bunyi kecil antara dua poros yang sejajar pada umumnya roda gigi lurus memenuhi syarat tersebut.Roda gigi kerucut lurus yang dapat meneruskan putaran dan daya pada poros yang sumbumya saling berpotongan seperti gambar 2.2 di bawah ini.
Gambar 2.2 Roda Gigi Kerucut (Sularso,1997)
4
2.3.3. Roda Gigi Miring.
Roda gigi miring sebenarnya berbentuk ulir spiral,maka kadang-kadang ini disebut roda gigi spiral.Sudut antara poros dengan arah gigi di sebut sudut kisar rata rata seperti pada gambar 2.3 di bawah ini
2.3. (B) Roda Gigi Miring.
Ganbar 2.3. (A) Roda Gigi Miring(Sularso,1997)
2.3.4. Roda Gigi Payung.
Seperti yang terlihat pada Gambar 2.4 sumbu sumbu sepasang roda gigi paying itu selalu membentuk sebuah sudut.Puncak kedua roda gigi paying itu selalu bertemu di suatu titik puncak T (Gambar 2.4).Ukuran-ukuran lingkaran pokoknya berada di bagian kerucut atau paying yang terbesar.Bentuk giginya selalu mengecil ke dalam.Sebagian dasar perhitungan selalu di ambil diameter tusuk terbesar.
Gambar 2.4. Roda Gigi Payung.(Sukrisno , 1984)
5
2.3.5. Roda Gigi Miring Ganda.
Gaya aksial yang timbul pada gigi yang mempunyai alur berbentuk V tersebut,akan
saling
meniadakan.Dengan
roda
gigi
ini
perbandingan
reduksi,kecepatan keliling dan daya yang diteruskan dapat di perbesar,tetapi pembuatanya sukar.Bentuk roda gigi miring tersebut seperti pada gambar 2.5 di bawah ini.
Gambar 2.5.(A) Roda Gigi Miring Ganda
2.5 (B) Roda Gigi Miring
Ganda
2.3.6. Roda Gigi Dalam
Dipakai jika diinginkan di pakai alat transmisi dengan ukuran kecil dengan perbandingan reduksi besar,karena pion terletak pada roda gigi seperti yang terlihat pada Gambar 2.6 di bawah ini.
Gambar 2.6.(A) Roda Gigi Dalam ( Sularso,1997 ) Dalam
6
2.6. (B) Roda Gigi
2.3.7
Roda Ggi Cacing.
Roda gigi cacing meneruskan putaran dengan perbandingan besar,roda gigi cacing ada dua macam yaitu: 1. Roda Gigi Cacing Silindris. 2. Roda Gigi Cacing Globoid
2.3.7.A Roda Gigi Cacing Silindris.
Mempunyai gigi cacing berbentuk silindris dan lebih umum di pakai,dari pada roda gigi cacing globoid seperti terlihat pada Gambar A.
2.3.7.B Roda Gigi Cacing Globoid.
Digunakan untuk beban yang besar dan dengan perbandingan kontak yang lebih besar roda gigi globoit ini yang biasa di pakai,roda gigi cacing globoit biasa di pakai dalam power stering stir mobil,seperti pada gambar B.
(A)
(B)
Gambar 2.7. Roda Gigi Cacimg.
A. Roda Gigi Cacing Silindris (Sularso,1997) B. Roda Gigi Cacing Globoit (Sularso ,1997)
7
2.3.8
Roda Gigi Hipoid.
Roda gigi hipoid adalah seperti yang dipakai pada roda gigi diferensial oto mobil.Roda gigi ini mempunyai jalur berbentuk spiral pada bidang kerucut yang sumbunya bersilang dan memindahkan daya pada permukaam gigi secara meluncur menggelinding seperti pada Gambar 2.8.di bawah ini.
Gambar 2.8. Roda Gigi Hipoid (Sularso,1997)
Gambar 2.9 Miring
Silang
Gambar 2.10 Pinion
Gambar
Permukaan
8
2.11
Roda
Gigi
2.4
Persamaan-Persamaan Pada roda gigi.
Roda gigi yang sudah disebut diatas semuanya mempunyai perbandingan dengan kecepatan sudut tetap antara kedua porosnya.Dalam teori roda gigi pada umumnya dianut anggapan bahwa roda gigi merupakan benda kaku yang tidak hamper mengalami perubahan untuk jangka waktu lama.Pada transmisi harmonis dipergunakan gabungan roda gigi yang bekerja dengan deformasi elastis dan tanpa deformasi. Dalam merancang ulang roda gigi ini,komponen-komponen yang ada pada transmisi tersebut di analisa dengan analisa perhitungan.Komponen komponen yang akan di analisa tersebut adalah;poros,roda gigi,bantalan spline,naffdan baut,dengan persamaan seperti berikut.
2.5.
Pemilihan Roda Gigi
Dalam hal ini jenis roda gigi yang dirancang adalah, roda gigi lurus, dimana ketentuan lain diambil dari beberapa buku yang memuat perencanaan dan elemen mesin.
Pada roda gigi lurus diperoleh beberapa keuntungan, yaitu : 1. Gaya aksial sejajar dengan sumbu poros selingan, kemungkinan meluncur lebih mudah. 2. Penggantian kecepatan pada transmisi lebih cepat dan mudah dibandingkan dengan roda gigi miring, roda gigi cacing, dan lainnya. 3. Biaya pembuatan relatif murah dan ekonomis
9
BAB III PERHITUNGAN KOMPONEN-KOMPONEN UTAMA 3.1.
POROS Poros sebagai pemindahan daya dan putaran harus di perhatikan jenis
bahan yang digunakan.Sifat terhadap puntiran,mempunyai elastisitas yang baik,tidak mudah patah. p
d
Gambar 3.1. Poros
Pada perancanaan ini poros memindahkan daya (P),sebesar “ 97 ps “ dan putaran (n) sebesar “ 6000 rpm “ Daya (P)
: 97 Ps.
Putaran (n)
: 6000 rpm.
Dimana : 1 Ps = 0,735 KW. P = 97 x 0,735 KW. P = 71,295 KW. Tabel 3.1. Ratio PerbandinganGigi.
Speed
Speed Ratio
1
3.769
2
2.645
3
1.376
4
1.000
5
0,838
Reverse
4,128
.
10
Daya rencana dapat dihitung dari persamaan Dimana :
fc
= factor keamanan. = 0,8
1.2 (daya maksimum) table
= 1,1 (yang diambil). Sehingga :
Pd
= Fc x P = 1,1 x 71.295 KW = 78.4245 KW
Tabel 3.2. Faktor keamanan ( Sularso , 1997 ) Daya yang ditransmisikan
Fc
Daya rata-rata yang diperlukan
1,2 – 2,0
Daya maksimum yang diperlukan
0,8 – 1,2
Daya normal
1,0 – 1,5
Untuk menghitung momen torsi (T)dari persamaan, (2.3)
Pd kg . mm n
T = 9,74 x 10 5
78.4245 6000
T = 9,74 x 10 5
kg . mm
T = 12730.905 kg . mm
Dalam perancangan ini bahan poros yang di ambil dari baja karbon konstruksi mesin yang disebut bahan S-C yaitu baja steel (S 40 C)dengan kekuatan tarik σb = 55 kg/mm 2 ,(Sularso,1997) Maka : Τa =
b
Sf 1 xSf 2
kg/mm 2
Dimana : Sf 1 = Kekuatan yang di jamin,bahan S-C = 6 Sf 2 = Karena di pasak,dalam perhitungan diambil faktor yang dinyatakan dengan Sf 2 sebesar 1,3-3,0 (diambil adalah 2,1),(Sularso,1997)
11
Maka : τ
=
a
55 6 x2,1
kg/mm 2
= 4,365 kg/mm 2
Tabel 3.3. Baja karbon untuk konstruksi mesin (Sularso,1997) Standart
Lambang
Perlakuan
Kekuatan tarik
panas
(kg/mm)
dan macam
Keterangan
Baja karbon
S 30 C
Penormalan
48
konstruksi
S 35 C
-
52
mesin (JIS
S 40 C
-
55
G 4501)
S 45 C
-
58
S 50 C
-
62
S 55 C
-
66
Batang baja
S 35 C-D
-
53
Ditarik
yang
S 45 S-D
-
60
dingin,digeri
difinishing
S 55 C-D
-
72
nda,dibubut,a
dingin
tau gabungan antara hal-hal tersebut
Utuk mengukur diameter poros dari persamaan 2.2 (Sularso,1997)
5,1 Ds = xK 1 xcbxT a
1
3
Dimana : Cb mempunyai harga 1,2-2,3,karena lenturan (Sularso,1997)dalam perancangan ini akan terjadi lenturan pada poros karena pembebanan roda
, 1,7.
Maka diameter poros sebenarnya (Sularso,1997)dari persamaan 2.2:
5,1
x1,1 x1,7 x12730.905 Ds = 4,365
= 30,086 mm 12
1 3
mm
τ = 5,1
[3]
[3.9 3,86 ] = 2,335 kg / < 2,335 kg / < 4,365 kg / = 5,1
Tabel 3.4. Diameter poros (Sularso,1997) Standarisasi Poros (satuan mm) 4
10
*22,4
40
24 11
4,5
5
25
*11,2
28
12
30
*12,5
*5,6
*
14
42
45
*31,5
48
32
50
16
(105)
240
110
250
420
260
440
*125
280
450
120
300
460
*315
480
125
320
500
130
340
530 560
55
*35,5
56
140
*355
60
150
360
38
380
(17) *6,3
*224
35 (15) 6
100
63
600
160
18
170
19
180
20
190
22
400
65
200
7
70
220
*7,1
71
630
75 8
8
Keterangan : 01. Tanda * menyatakan bahwa bilangan yang bersangkutan di pilih dari bilangan standart. 02. Bilangan di dalam kurung di pakai untuk bagian di mana akan di pasang bantalan gelinding.
13
Perhitungan Poros Output Pada poros output, putaran terjadi berubah-ubah sesuai kecepatan yang di kehendaki. Untuk itu putaran yang direncanakan adalah putaran (n) yang tertinggi pada poros output yaitu :
n out =
n i
Di mana, n out = putaran poros output n
= putaran poros input
i
= Perbandingan poros putaran yang di reduksi, dimana nilai i ≤ 4 untuk roda gigi lurus
n out =
=
n i
6000rpm 4
= 1500 rpm
Maka
: P = 96 Hp . 0,735 kW = 70,56 kW
Nilai
fc
= 1,2 - 2.0 (Daya maksimum ), dari tabel 4.1
f c
= 1,5 ( diambil )
Maka daya rencana hasil koreksi di dapat : Pd = P . f = 7.056 kW x 1,5
= 105,84 kW
Momen puntir Poros Output(T out)
pd n
T 9,74 x10 5 Dimana : T
= Momen 14
Pd
= Daya rencana (105,84 kW)
n out = Putaran (1500 rpm ) Maka diperoleh 5
Pd nout
T out = 9,74 x10
105,84k W = 9,74 x 10 5 1500 rpm
= 68725,44 kg.mm
Bahan poros dipilih dari bahan baja karbon kontruksi mesin (JIS G 4501) dan kekuatan tarik yaitu 55 Kg/mm2 dengan tegangan geser yang di izinkan dapat dirumuskan sebagai berikut :
a
B
( kg/mm2)
Sf 1 xSf 2
Dimana : a =Tegangan geser yang diizinkan (kg/mm 2) B = Tegangan patah izin poros 55 kg/mm 2 Sf1 = Faktor keamanan untuk pengaruh massa untuk bahan SC (baja karbon), maka diambil 6 sesuai dengan standart ASME Sf2 = Faktor keamanan untuk bentuk poros, dimana harga ini sebesar 1,2-2,0. Maka diambil 1,9 sesuai standart ASME Maka : a
B
=
Sf 1 xSf 2
55kg / mm 2 6 x 2,1,
= 4,365 kg/mm2
Perhitungan Untuk Mencari Diameter Poros Output (ds out) 1
ds out
5,1 xCbxKtxT 3 = (mm) a
15
Dimana : ds out = diameter poros in put Cb
= Faktor keamanan terhadap beban lentur roda gigi “1,2 – 2,3” ( diambil 1,8 )
Kt
= Faktor keamanan standart ASME, jika beban dikenakan dengan kejutan atau
tumbukan besar 1,5-3,0 ( diambil 2,3 )
Tout = Momen torsi poros output 5154.4 kg.mm Maka : ds out
5,1 xC bxKtx T out = a
1
3
5,1 x1,8 x2,3 x68725,44 Kg .mm = 2 4,364 Kg / mm = 69,25 mm
1
3
(di ambil dari tabel 4.3 )
Dari tabel 3.3 dapat dilihat diameter standart poros berdasarkan hasil perhitungan diameter poros output maka diambil harga yang terdekat dari diameter standart yaitu 69,25 mm. Maka tegangan geser ( ) yang terjadi pada diameter poros output. Yaitu :
T 5,1 out 3 dsout
68725,44 2 kg / mm 3 69,25
= 5,1
= 1,054 kg/mm 2/ Berdasarkan perhitungan diatas maka poros output tersebutbisa digunakan untuk dipakai karena tegangan geser yang terjadi ( tegangan geser izin ( a )
≤
a
1,054 kg/mm 2
≤ 4.365 k g/mm2
16
) lebih kecil sama dengan dari
3.2.PERHITUNGAN 3.2.PERHITUNGAN SPLINE.
Spline merupakan suatu elemen mesin yang dipakai untuk memutar roda gigi.pada perancangan ini ada dua jenis spline yaitu spline yang berada pada poros counter (counter shaft)dan spline yang berada pada poros output (output shaft).
W
h
L
rs
D
Gambar 3.2. Spline
3.2.1
Perhitungan Spline pada poros counter (counter shaft)
Daya (P)
: 97 Ps.
Putaran (n)
: 6000 rpm (Putaran Pada Poros Counter)
Torsi
: 12730.905 kg .mm
Gaya Tangensial pada Poros : F=
T Ds / 2
Dimana : T = Momen torsi. Ds = Diameter poros counter.
F=
12730.905 50 2
kg.mm
= 509,2362 kg
17
Tekanan permukaan yang diizinkan :
Pa ≥
F L (t 1 ataut 2 )
Dimana : Pa = 8 kg/mm 2 ,poros untuk yang berdiameter kecil. Pa = 10 kg/mm 2 ,poros untuk yang berdiameter besar. t 1 dan t 2 = Kedalaman alur pasak pada poros dan naft. Tabel 3.2.1. Normalisasi Spline datar (Sukrisno,1984) (Sukrisno,1984)
D
B
H
t1
Diatas
s/d
6
8
2
2
1,2
8
10
3
3
10
12
4
12
17
17
1
t2 Dari
s/d
1
6
20
1,8
1,4
6
36
4
2,5
1,8
8
45
5
5
3
2,2
10
56
22
6
6
3,5
2,8
14
70
22
30
8
7
4
3,3
18
90
30
38
10
8
5
3,3
22
110
38
44
12
8
5
3,3
28
140
44
50
14
9
5,5
3,8
36
160
50
58
16
10
6
4,3
45
180
58
65
18
11
7
4,4
50
200
65
75
20
12
7,5
4,9
56
220
75
85
22
14
9
5,4
63
250
85
95
25
14
9
5,4
70
280
95
110
28
16
10
6,4
80
320
110
130
32
18
11
7,4
90
360
130
150
36
20
12
8,4
100
400
150
170
40
22
13
9,4
170
200
45
25
15
10,4
18
200
230
50
28
17
11,4
230
260
56
32
20
12,4
260
290
63
32
20
12,4
290
330
70
36
22
14,4
330
380
80
40
25
15,4
380
440
90
45
28
17,4
440
5000
100
50
31
19,4
Maka untuk D
s
2
= 45 mm,t 1 = 5 mm,t 2 = 3,3 mm.
Pa = 10 kg/mm 2 (diambil) Panjang spline : L≥
L≥
F Pax t 1
509,2362 kg 2 10kg / mm x5mm
= 9,974 mm.
Teganan geser yang di izinkan :
τka ≥
F b.l
Dimana :
τka = τb
Direncanakan bahan spline sama dengan poros S 40 C. 2
Dengan kekuatan tarik τb = 55 kg/mm . Sfk 1 = 6,0 Sfk 2 = Beban dikenakan secara berlahan (di ambil 1,3) τka =
55 6,0 x1,3
2
kg/mm .
= 7,05 kg/mm 2 .
Maka lebar spline :
b ≥ b ≥
F kaxL
mm.
509,2362 kg 7,05kg / mm 2 x9,794mm
19
b = 7,092 mm.
Jumlah spline :
n=
n=
kelilingli ngkaranpor os lebarsplin e . Ds
b
2
=
3,14 x45mm 7,09mm
= 19,92 = 20 buah.
Maka lebar spline tiap buah adalah :
B=
n b
=
20 7,09
= 2,82 mm.
Tegangan geser yang terjadi :
Τk = =
F b.l
509,2362kg 7,09mmx9,974mm
=71,637 kg/mm 2 .
3.3 PERHITUNGAN NAFF.
Naff berfungsi untuk meneruskan daya dan putaran dari poos dan spline ke roda gigi.Pada perancangan ini ada tiga jenis naff yang dijumpai,yaitu : naff pada roda gigi,naff pada poros counter dan naff pada poros outpu
Gambar 3.3. Naff (Sularso, 1997)
20
3.3.1
Perhitungan Naff Roda Gigi Pada Poros Counter. A. Panjang Naff.
L = (1,-2,2) x Ds 2 = (Diambil 1,2 x Ds 2 = 1,2 x 55 mm = 66 mm.
B. Diameter Naff.
Do = 1,5 x Ds 2 + 5 = (1,5 x 55) + 5 = 87,5 mm C. Tebal Naff.
Δ = 0,44 x Ds 2 = 0,44 x 55 = 24,2 mm.
3.3.2. Perhitungan Naff Roda Gigi Pada Poros Output. A. Panjang Naff
L = (1,-2,2) x Ds 2 = (Diambil 1,2 x Ds 2 = 1,2 x 50 mm = 60 mm.
B. Diameter Naff.
Do = 1,5 x Ds 2 + 5 = (1,5 x 50) + 5 = 80 mm. C. Tebal Naff.
Δ = 0,44 x Ds 2 = 0,44 x 50 = 22 mm.
21
3.4. BANTALAN (BEARING)
Bantalan merupakan tempat dudukan dari poros.Ukuran-ukuran bantalan dapat disesuaikan berdasarkan diameter poros.Dalam perancangan ini terdapat tiga buah bantalan yaitu : Bantalan poros input, Bantalan poros counter dan Bantalan poros output.
Gambar 3.4.. Bantalan
3.4.1.
Bantalan Poros Input.
Ukuran-ukuran utama pada bantalan dapat dilihat pada table 4.9 untuk diameter poros 38 diperolh sebagai berikut : Diameter dalam (d)
= 38 mm.
Diameter luar (D)
= 62 mm.
Tebal bantalan (B)
= 14 mm.
Jari-jari (r)
= 1,5 mm.
Kapasitas nominal dinamis spesifik (Co)
= 740 kg
.
3.4.2. Bantalan Poros Counter,untuk diameter poros 55
mm.
Diameter dalam (d)
= 55 mm.
Diameter luar (D)
= 80 mm.
22
Tebal bantalan (B)
= 16 mm.
Jari-jari (r)
= 1,5 mm.
Kapasitas nominal dinamis spesifik (Co)
= 1430 kg.
3.4.3. Bantalan Poros Counter,untuk diameter poros 50
mm.
Diameter dalam (d)
= 50 mm.
Diameter luar (D)
= 80 mm.
Tebal bantalan (B)
= 16 mm.
Jari-jari (r)
= 1,5 mm.
Kapasitas nominal dinamis spesifik (Co)
= 1430 kg.
Jenis Bantalan yang dipakai adalah,jenis terbuka 6009
Tabel 3.4.1. Ukuran-ukuran bantalan (Sularso,1997
Nomor bantalan
Ukuran luar (mm) DB
r
Kapasitas
nominal
nominal
Jenis
Dua
Dua
terbuka
sekat
sekat
dinamis
statis
tampak
spesifik
spesifik
kontak
C (kg)
Co (kg)
6000
d
Kapasitas
10
26 8
0,5
360
1296
6001
6001ZZ
6001VV 12
28 8
0,5
400
229
6002
6002ZZ
02VV
32 9
0,5
440
263
6003
6003ZZ
6003VV 17
35 10
0,5
470
296
6004
6004ZZ
04VV
20
42 12
1
735
465
6005
6005ZZ
05VV
25
47 12
1
790
530
6006
6006ZZ
6006VV 30
55 13
1,5
1030
740
6007
6007ZZ
07VV
35
62 14
1,5
1250
915
6008
6008ZZ
08VV
40
68 15
1,5
1310
1110
6009
6009ZZ
6009VV 45
75 16
1,5
1640
1320
6010
6010ZZ
10VV
80 16
1,5
1710
1430
15
50
23
6200
6200ZZ
6200VV 10
30 9
1
400
236
6201
01ZZ
01VV
12
32 10
1
535
305
6202
02ZZ
02VV
15
35 11
1
600
360
6203
6203ZZ
6203VV 17
40 12
1
750
460
6204
04ZZ
04VV
20
47 14
1,5
1000
635
6205
05ZZ
05VV
25
52 15
1,5
1100
730
6206
6206ZZ
6206VV 30
62 16
1,5
1530
1050
6207
07ZZ
07VV
35
72 17
2
2010
1430
6208
08ZZ
08VV
40
80 18
2
2380
1650
6209
6209ZZ
6209VV 45
85 19
2
2570
1880
6210
10ZZ
10VV
50
90 20
2
2750
2100
6300
6300ZZ
6300VV 10
35 11
1
635
365
6301
01ZZ
01VV
12
37 12
1,5
760
450
6302
02ZZ
02VV
15
42 13
1,5
895
545
6303
6303ZZ
6303VV 17
47 14
1,5
1070
660
6304
04ZZ
04VV
20
52 15
2
1250
785
6305
05ZZ
05VV
25
62 17
2
1610
1080
6306
6306ZZ
6306VV 30
72 19
2
2090
1440
6307
07ZZ
07VV
35
80 20
2,5
2620
1840
6308
08ZZ
08VV
40
90 23
2,5
3200
3200
6309
6309ZZ
6309VV 45
100 25
2,5
4150
3100
6310
10ZZ
10VV
110 27
3
4850
3650
50
24
BAB IV PERHITUNGAN RODA GIGI
4.1.PERHITUNGAN RODA GIGI
Gambar 4.1. Roda Gigi.
Untuk perancangan roda gigi ini telah diperoleh data-data sebagai berikut:
4.1.1
Daya (P)
: 97 Ps.
Putaran (n)
: 6000 rpm.
Perhitungan clutch gear dan counter shaft drive gear’
Direncanakan : i = 2,645 z 1 = 14 Gigi. n 1 = 6000 rpm. Bahan roda gigi ST 34. A. Modul.
Besar modul untuk semua roda gigi adalah sama :
25
M=
45610 xP 3
.c. z .n
mm.
( SULARS0 1987)
Dimana : = 25 (Tabel 3.6) C = 55 kg/mm 2 .
Tabel 4.1. Harga (Sukrisno,1984)
Cara pemasangan
Maka M =
3
λ
Dengan kolager dst
Sampai 30
Pemasangan teliti
Sampai 25
Pemasangan biasa
Sampai 15
45610 x160,4 25 x55 x14 x6000
= 0,33 cm = 3,3 mm.
Besarnya modul yang dipakai disesuaikan berdasarkanharga modul standart JIS B 1701-1973 (Sularso,1997),dan didapat M = 3.3 mm.
Tabel 4.2. Harga modul standart (JIS 1701-1973)(Sularso,1997)
Satuan (mm) Seru ke-1
Seri ke-2
Seri ke-3
Seru ke-1
Seri ke-2
0,1
0,15
3,5
0,2
0,25
4
4,5
0,3
0,35
5
5,5
0,4
0,45
6
7
0,5
0,55
8
9
0,6
0,7
10
11
0,8
0,75
12
14
1
0,9
16
18
1,25
1,75
20
22
25
28
0,65
1,5
26
Seri ke-3 3,75
6,5
2
2,25
32
36
2,5
2,75
40
45
3
3,25
50
Keterangan : Dalam pemilihan utamakan seri ke-1: jika terpaksa baru dipilih dari seri ke-2 dan ke-
B. Jumlah gigi counter shaft Drive gear. n
1
i=
n
=
z
2
z
2
1
z 2
2,65 =
14Gigi
z 2 = 2,645 x 14 Gigi. z 2 =37.03. n
1
n
=
z
2
z
2
1
n2 =
z 1 xn1 z 2
=
14 x6000
37,03
2268,43 rpm.
C. Lebar Gigi.
b = =
x m
2
3,14 2
x3.5 mm
= 5,495 mm.
D. Jarak bagi lingkar.
t =πxm = 3,14 x 3.5 mm
27
=10,99 mm.
E. Jarak sumbu poros.
(
1 z 2
m z
a=
)
2 4(14 37)
=
2
= 89,25 mm.
F. Diameter lingkar jarak bagi. z .a
d 1 =
1 i
Ratio perbandingan yang sebenarnya : i=
z
2
z
1
d 1 = d 2 = d 2 =
=
37 14
= 2,6
2 x89,25 1 2,6
= 49,58 mm.
2.a.i 1 3
2 x89,25 x2,6 1 2,6
=128,91 mm G. Diameter luar.
dk 1 = (d 1 + 2) . m = (49,58 + 2) . 3,3 = 170.21 mm. dk 2 = (d 2 + 2) . m = ( 128,91 +2) x 3.3 = 432,00 mm.
H. Diameter Dalam.
dd 1 = (d 1 - 2,5) x m = (49,58 -2,5 ) .3,3, 28
= 155,36 mm. dd 2 = (d 2 - 2,5) x m = (128,91 -2,5 ) .3,3 = 417,15 mm.
I. Tinggi Kepala Gigi.
hk = 1 x m = 1 x 3.3 mm = 3.3 mm.
J. Tinggi Kaki Gigi(Dedendum)
hf = 1,25 x m = 1,25 x 3,3 = 4,125 mm.
4.1.2. Perhitungan Roda Gigi Pada Speed 1(First Sliding Gear) Berdasarkan Persamaan (2.18)(Sularso,1997),maka I dapat dihitung.
i=
n
1
n
=
z
2
z
2
1
Dimana : I
= Ratio perbandingan gigi pada speed 1
n 1 = Putaran counter. n 2 = Putaran poros output. Maka : 3,769 =
173,34 n
n 2 =
2
2268,43 3,769
n 2 = 601,81 rpm
29
A. Diameter Lingkar Jarak Bagi .
d1 = =
d 2 = =
2.a 1 i
2 x89,26 1 3,769
37,42 mm.
2 .a.i 1 i
2 x89,25 x3,769 1 3,769
141,07 mm.
B. Jumlah Gigi.
Berdasarkan persamaan : m=
d z
Dimana : m = Modul d = Diameter Lingkar Jarak bagi. z = Jumlah Gigi. z 1 = z 1 = z 2 = z 2 =
d 1 m
37,42 3,3
= 11,33 = 12 Gigi.
d 2 m 141 .07 3.3
= 42,74= 43 Gigi.
C. Diameter luar.
dk 1 = (d 1 + 2) . m = (37 + 2) . 3,3 = 35,7 mm. dk 2 = (d 2 + 2) . m = ( 141,07 +2 ) .3,3 = 138,57 mm..3.3 =457,28 mm
30
D. Diameter Dalam.
dd 1 = (d 1 - 2,5) x m = ( 37,42 - 2,5 ). 3.3 = 457,28 mm. dd 2 = (d 2 - 2,5) x m = ( 141,07 -2,5 ) . 3.3 = 457.28 mm
E. Tinggi Kepala Gigi.
hk = 1 x m = 1 x 3.3mm = 3.3 mm.
F. Tinggi Kaki Gigi(Dedendum)
hf = 1,25 x m = 1,25 x 3.2 = 4.125 mm.
G. Lebar Gigi.
b = =
x m
2
3,14
x
2
3,3 mm = 5,181 mm.
H. Jarak bagi lingkar.
t =πxm = 3,14 x 3.3 mm = 10,36 mm.
31
4.1.3. Perhitungan Roda Gigi Pada Speed 2(Second Gear And Second Sliding Gear),berdasarkan persamaan (2.18)(Sularso,1997),maka i dapat dihitung
i=
n
1
n
=
z
2
z
2
1
Dimana : i = Ratio perbandingan gigi pada speed 3 n 1 = Putaran counter. n 2 = Putaran poros output. Maka : 2,645 =
2268,43 n
n 2 =
2
2268,43 2,645
n 2 = 857,629 rpm
A. Diameter Lingkar Jarak Bagi .
d1 = = d 2 = =
2.a 1 i
2 x89,26 1 2.645
4897,485 mm.
2 .a.i 1 i
2 x89,25 x3,769 1 2.645
B. Jumlah Gigi.
Berdasarkan persamaan : m=
d z
32
129,52 mm.
Dimana : m = Modul d = Diameter Lingkar Jarak bagi. z = Jumlah Gigi. z 1 = z 1 = z 2 = z 2 =
d 1 m
48,97 3,3
= 14,839 = 15 Gigi.
d 2 m
129,52 3.3
= 39,24= 40 Gigi.
C. Diameter luar.
dk 1 = (d 1 + 2) . m = (48,97 + 2) . 3,3 = 45,67 mm. dk 2 = (d 2 + 2) . m = ( 129,52 +2 ) .3,3 = 434.01 mm
D. Diameter Dalam.
dd 1 = (d 1 - 2,5) x m = ( 48,97 - 2,5 ). 3.3 = 153,35 mm. dd 2 = (d 2 - 2,5) x m = ( 129,52 -2,5 ) . 3.3 = 419,16 mm
E. Tinggi Kepala Gigi.
hk = 1 x m = 1 x 3.3mm
33
= 3.3 mm.
F. Tinggi Kaki Gigi(Dedendum)
hf = 1,25 x m = 1,25 x 3.2 = 4.125 mm. G. JARAK SUMBU
a =
mx ( Z 1 Z 2)
2
3,3 x (14,83 39,24) 2
= 89,215 mm H. Lebar Gigi.
b = =
x m
2
3,14
x
2
3,3 mm = 5,181 mm.
H. Jarak bagi lingkar.
t =πxm = 3,14 x 3.3 mm = 10,36 mm. 4.1.4. Perhitungan Roda Gigi Pada Speed 3(Second Gear And Second Sliding Gear),berdasarkan persamaan (2.18)(Sularso,1997),maka i dapat dihitung
i=
n
1
n
=
z
2
z
2
1
Dimana : i = Ratio perbandingan gigi pada speed 3 n 1 = Putaran counter. n 2 = Putaran poros output. Maka :
34
1,376 =
2268,43 n
n 2 =
2
2268,43 1,367
n 2 = 1646,56 rpm
A.
Diameter Lingkar Jarak Bagi .
d1 = =
d 2 = =
2.a 1 i
2 x89,26 1 1,367
75,12 mm.
2 .a.i 1 i
2 x89,25 x3,769 1 1,367
103,37 mm.
B. Jumlah Gigi.
Berdasarkan persamaan : m=
d z
Dimana : m = Modul d = Diameter Lingkar Jarak bagi. z = Jumlah Gigi. z 1 = z 1 =
z 2 = z 2 =
d 1 m
75,12 3,3
= 25,04 Gigi.
d 2 m
103,37 3.3
= 34.12 Gigi.
35
C. Diameter luar.
dk 1 = (d 1 + 2) . m = (75,12 + 2) . 3,3 = 254,49 mm. dk 2 = (d 2 + 2) . m = ( 103,37 +2 ) .3,3 = 347.72 mm
D. Diameter Dalam.
dd 1 = (d 1 - 2,5) x m = ( 75,12 - 2,5 ). 3.3 = 239,64 mm. dd 2 = (d 2 - 2,5) x m = ( 103,37 -2,5 ) . 3.3 = 332,64 mm
E. Tinggi Kepala Gigi.
hk = 1 x m = 1 x 3.3mm = 3.3 mm.
F. Tinggi Kaki Gigi(Dedendum)
hf = 1,25 x m = 1,25 x 3.2 = 4.125 mm. G. JARAK SUMBU
a =
mx( Z 1 Z 2)
2 3,3 x(25.04 341.12) 2
= 604,16 mm
36
H. Lebar Gigi.
b = =
x m
2
3,14
x
2
3,3 mm = 5,181 mm.
H. Jarak bagi lingkar.
t =πxm = 3,14 x 3.3 mm = 10,36 mm. 4.1.5. Perhitungan Roda Gigi Pada Speed 4(Second Gear And Second Sliding Gear),berdasarkan persamaan (2.18)(Sularso,1997),maka i dapat dihitung
i=
n
1
n
=
z
2
z
2
1
Dimana : i = Ratio perbandingan gigi pada speed 3 n 1 = Putaran counter. n 2 = Putaran poros output. Maka : 1,000 =
n 2 =
2268, 43 n2
2268,43 1,000
n 2 = 2268,43 rpm
A. Diameter Lingkar Jarak Bagi .
d1 = =
2.a 1 i
2 x89,26 1 1,000
89.25 mm.
37
d 2 = =
2 .a.i 1 i
2 x89,25 x3,769 1 1,000
89,25 mm.
B. Jumlah Gigi.
Berdasarkan persamaan : m=
d z
Dimana : m = Modul d = Diameter Lingkar Jarak bagi. z = Jumlah Gigi. z 1 = z 1 =
z 2 = z 2 =
d 1 m
89,25 3,3
= 27,04 Gigi.
d 2 m 89 .25 3 .3
= 27.04 Gigi.
C. Diameter luar.
dk 1 = (d 1 + 2) . m = (89,25 + 2) . 3,3 = 301,12 mm. dk 2 = (d 2 + 2) . m = ( 89,25 +2 ) .3,3 = 301,12 mm
38
D. Diameter Dalam.
dd 1 = (d 1 - 2,5) x m = (89,25 - 2,5 ). 3.3 = 286,27mm. dd 2 = (d 2 - 2,5) x m = ( 89,25 -2,5 ) . 3.3 = 286,27 mm
E. Tinggi Kepala Gigi.
hk = 1 x m = 1 x 3.3mm = 3.3 mm.
F. Tinggi Kaki Gigi(Dedendum)
hf = 1,25 x m = 1,25 x 3.2 = 4.125 mm. G. JARAK SUMBU
a =
mx( Z 1 Z 2)
2
3,3 x (27,04 27,04) 2
= 89,23 mm H. Lebar Gigi.
b = =
x m
2
3,14 2
x3,3 mm = 5,181 mm.
H. Jarak bagi lingkar.
t =πxm = 3,14 x 3.3 mm = 10,36 mm. 39
4.1.6. Perhitungan Roda Gigi Pada Speed 5(Second Gear And Second Sliding Gear),berdasarkan persamaan (2.18)(Sularso,1997),maka i dapat dihitung.
i=
n
1
n
2
=
z
2
z
1
Dimana : i = Ratio perbandingan gigi pada speed 5 n = Putaran counter. n 2 = Putaran poros output. Maka : 0,838 =
173,34 n
n 2 =
2
173,34 0,838
n 2 = 2068,42 rpm
A. Diameter Lingkar Jarak Bagi.
d1 = =
d 2 = =
2.a 1 i
2 x112 1 0,838
121,87 mm.
2 .a.i 1 i
2 x112 x0,838 1 0,838
102,13 mm
B. Jumlah Gigi.
Berdasarkan persamaan : m=
d z
Dimana : m = Modul d = Diameter Lingkar Jarak bagi. z = Jumlah Gigi.
40
z 1 = z 1 = z 2 = z 2 =
d 1 m
121,87 4
= 30,47 = 31 Gigi.
d 2 m
102,13 4
= 25,53 = 26 Gigi.
C. Diameter luar.
dk 1 = d 1 + 2.m = 121,87 + (2 x 4) = 129,87 mm. dk 2 = d 2 + 2.m = 120,13 – (2 x 4) = 112,13 mm.
D. Diameter Dalam.
dd 1 = d 1 - 2,5 x m = 121,87 – (2,5 x 4) = 111,87 mm. dd 2 = d 2 - 2,5 x m = 102,13 – (2,5 x 4) = 92,13 mm
E. Tinggi Kepala Gigi.
hk = 1 x m = 1 x 4 mm = 4 mm.
F. Tinggi Kaki Gigi(Dedendum)
hf = 1,25 x m
41
= 1,25 x 4 = 5 mm.
G. Lebar Gigi.
b = =
x m
2
3,14
x
2
4 mm = 6,283 mm.
H. Jarak bagi lingkar. t =πxm = 3,14 x 4 mm = 12,56 mm
42
BAB V PERHITUNGAN TEMPERATUR
5.1. Perhitungan Temperatur
Elemem-elemen mesin antara poros dan bantalan, antara roda gigi yang sedang berputar dan saling bergesekan akan menimbulkan panas, panas tersebut menambah temperatur bahan. Pada bagian ini dapat di ketahui dengan menghitung luas penampang dari roda gigi dan temperatur kerjanya.
T
Dimana :
T =
632. NG
Ag
.
Penambah temperatur
NG = Daya gesek (Hp) Ag = Luas bidang (dimana panas di keluarkan “m 2 ”
= Faktor pemindah yang besarnya tergantung luas penampang dari kecepatan rata-rata (kkal/m 0 C)
Gaya gesek ini merupakan momen torsi yang timbul akibat putaran roda gigi yang besar yaitu : NG =
Dimana :
Mr .n 75
n = Putaran Mr = Momen torsi pada roda gigi = Fb . Fk . Rm Fb = 958,41 Fk = Koefisien gerak kinetis Rm = Radius bidang gesek =
D0
D I
4
Dimana : D 0 = Diameter luar roda gigi D I = Diameter dalam roda gigi
43
Untuk pasangan roda gigi :
Luas penampang gesek :
Ag 1
Dimana :
4
( Do1
2
Ds1
2
) ( 2.b1 .h1 .Z 1 )
Do 1 = diameter luar roda gigi
= 170.21 mm
Ds 1 = diameter dalam roda gigi
= 155,36
b 1 = lebar gigi
= 20,724
Z 1 = jumlah gigi
= 14 gigi
h 1 = tinggi gigi
= 7,425
mm
mm
mm
Maka Luas Penampang Pada Main Shaft Gear I ; Ag 1
4
(170,212
155,36 2 ) (2.20,724.7,425.14)
9144,019mm
2
Radius bidang geser : Rm = =
Do
D1
4
170,21 155,36 4
= 81,39mm
Daya gesek yang terjadi : Ng
Fk . Fb. Rm.n / 60 75 0,02.958,41.81,39.6000 / 60
= 155,26 Dk
Kecepatan rata-rata : V1
2. .n. Rm 60
..................................................( 6.5 )
44
2. .6000.0,018
60 50,86m / s
V m/s
Maka : V 1
0
4,5
5
24
10
46
15
57
20
62
25
72
35
90
40
102
50
120
55
125
60
130
50,86m / s sehingga harga
(kkal/m
2
°
C)
dapat di cari dengan cara interpolasi
55 50,86 125 x125 114 55 50
20
115,89kkal / m C
Dari tabel diatas di peroleh harga yang mendekati dengan harga V 1 115,89kkal / m
Luas permukaan roda gigi counter shaft I : Agc1
4
4
( Do 2
ds 2 ) (2.b1 .h1 .Zc1 )
(170,212
14192,42mm
................................( 6.6 )
155,36 2 ) ( 2.20,724.7,24.43) 2
Luas penampang total yang bergerak : Atot
Ag 1
Ag c 1
..................................................( 6.7 )
91,4 1419,224
45
1510,64cm
2
Maka temperatur akibat gaya gesek yang terjadi adalah :
T
632.15.155,26
.................................................( 6.8 )
68,172.1510,64 x10 4 95,280 C
Temperatur kerja (TK) : Tk 1 to T
..................................................( 6.9 )
= 38 + 95,28
0
133,28 C
Temperatur yang di izinkan pada metal of Surface Friction antara kerja dengan baja yaitu : 250 0 C . Dengan demikian pasangan roda gigi aman.
(Tk izin
Tk
250 0 C 0
0
C 133,28 C )
Luas Penampang Roda Gigi Main Shaft II : Ag 2
4
4
ds 2 ) (2.b2 .h2 .Z 2 )
(153,35 2
......................................( 6.10 )
45,67 2 ) (2.20,724.7,425.14)
6434,74mm 2
Radius bidang geser : Rm 2
( Do 2
Do 2
Do 2 .C 2
...............................................( 6.11 )
4
153,35 419,16 4 143,12mm
Daya gesek yang terjadi :
46
Ng
Fk . Fb. Rm.n / 60
...............................................( 6.12 )
75
0,02.29,67.143,12.6000 / 60
Dimana :
75 113,23 Dk
Fb = 113,32 Dk (diambil)
Kecepatan rata-rata (V) : V2
2. .n. Rm
2. .6000..143,12x10 3
...............................................( 6.13 )
60
60 89,87m / s
Maka V 2 89,87m / s ,sehingga harga dapat di cari dengan cara interpolasi :
90 89,87 169 169 158 90 85
Luas permukaan roda gigi counter shaft II : Agc 2
4
168,71kkal / m 20 C
4
( Do2
2
( 434,10 2
2
ds 2 ) (2.b2 .h2 .Zc 2 )
................................( 6.14 )
419,16 2 ) ( 2.20,742.7,25.39)
6100,57mm 2
Luas penampang total yang bergerak : A tot Ag 2
...............................................( 6.15 )
Agc2
6434,74 6100,57
12535,311mm
2
Maka temperatur akibat gaya gesek yang terjadi adalah :
47
T
632.28.1132,3 168,71.146 x10
...............................................( 6.16 )
4
= 198,39 c
Temperatur Kerja (TK) : Tk 2 = to + T
...............................................( 6.17 )
= 38 + 198,38 = 236,39 0 C ( Tk 2izin
Tk izin
0
0
0
236,39 C C 250 C )
Luas Penampang Roda Gigi Main Shaft III :
Ag 3
4
4
(245,49 2
ds 2 ) ( 2.b3 .h3 .Z 3 )
.....................................( 6.18 )
239,64 2 ) (2.20,724.7,25.25)
2
Radius bidang geser :
Do 3
Do 3 .C 3
...............................................( 6.19 )
4
254,49 347,72 4 150,55mm
Daya gesek yang terjadi : Ng
2
11657,47mm
Rm 3
( Do 3
Fk . Fb. Rm.n / 60
...............................................( 6.20 )
75
0,02.116,57.150,35.6000 / 60 75 467,36 Dk
Kecepatan rata-rata (V) ; V 3
2. .n. Rm
...............................................( 6.21 )
60
48
2. .6000.150,55
60 94,51m / s
Maka V 3 94,514m / s , sehingga harga dapat di cari dengan cara interpolasi ;
95 94,51 172 x172 169 95 90 20
171,70kkal / m C
Luas permukaan roda gigi counter shaft III : Agc 3
4
4
2
( Do3
(347,72 2
2
ds 3 ) ( 2.b3 .h3 .Zc3 ) ...................................( 6.22 )
332,87 2 ) (2.20,724.7,25.31)
2
15252,77mm
Luas penampang total yang bergerak :
Atot Ag 3
...............................................( 6.23 )
Agc3
254,49 347,72
150,55mm
2
Maka temperatur akibat gaya gesek yang terjadi adalah :
T
632.467,36 95,95.150,55
...............................................( 6.24 )
0
114,39 C
Temperatur Kerja (TK) Tk 3 = to +
...............................................( 6.25 )
T
= 38+ 114,39 = 153,39 0 C
49
( Tk 3izin
0
Tk izin 153,39 C
0
C 250 C )
Luas Penampang Roda Gigi Main Shaft IV :
Ag 4
4
4
( Do 4
2
(301,12 2
2
ds 4 ) ( 2.b4 .h4 .Z 4 )
1337,14mm
...................................( 6.26 )
286,27 2 ) (2.20,724.7,425.27)
2
Daya gesek yang terjadi ; Ng
Fk . Fb. Rm.n / 60
...............................................( 6.27 )
75
0,02.116,57.150,55..6000 / 60 75 467,36 Dk
Dimana : Fb = 467,36 Dk (diambil)
Kecepatan rata-rata (V) : V 4
2. .n. Rm
Maka V 4
2. .6000. / 60.28 60 36,168m / s
36,168m / s , sehingga harga
...............................................( 6.28 )
60
dapat di cari dengan cara interpolasi :
40 36,168 x(104 96) 49 35
96
20
89,868kkal / m C
Luas permukaan roda gigi counter shaft IV :
50
Agc 4
4
( Do 4
4
2
(301,12 2
2
ds 4 ) ( 2.b4 .h4 .Zc 4 )
................................( 6.29 )
286,27 2 ) ( 2.12.4,5.24)
13370,14mm 2
Luas penampang total yang bergerak : Atot Ag 3
...............................................( 6.30 )
Agc3
133,70,133,70
105,6cm
2
Temperatur Kerja (TK) : Tk 4 = to + T
...............................................( 6.31 )
= 38 + 89,868 = 127,86 0 C
( Tk 3izin
0
Tk izin 127,86 C
0
250 C )
51
BAB VI SISTEM PELUMASAN
6.1. Pelumasan
Pelumasan berguna untuk mengurangi panas yang timbul dan memperkecil keausan serta mengurangi suasana berisik pada elemen mesin yang mengalami gesekan. Setiap pelumasan yang baik serta pemakaian pelumas yang tepat akan menentukan umurnya,baik panjang maupun pendek umur mesin tersebut. Untuk mendapatkan minyak pelumasan yang tepat dapat dicari besarnya kerja rata -rata yaitu :
Tk 1 Tk 2 Tk 3 Tk 4 4
TK rata-rata
...................................( 7.1 )
133,28 150,92 153,9 173,03 4 0
152,62 C
9 / 5(152,762 32)
332,37 F
0
Untuk menentukan Viscositas (kekentalan) absolut minyak pelumas : Z
Dimana :
Pr 0,22.S
180 S
...................................( 7.2 )
S = Sat bolt Universal second (viskosisi) = direncanakan 33 Pr = berat jenis pelumas pada temperatur 0 F = 0,894 0,000356 332,37 600 F ) = 0,794 0 F
Z = 0,794 X 0,22 X 33
180 33
=1,433 CP Maka SAE
52
log50−log ) log= 4−2,5 = ( 4 − 0 log50−log20 Log SAE = (log 50 – 0,375) x 0,176 SAE
= 42,95
53
BAB VII KESIMPULAN DAN SARAN
7.1. KESIMPULAN
Dari hasil perhitungan dalam perancangan ulang roda gigi lurus ini dapat di ambil kesimpula-kesimpulan sebagai berikut:
A. Dari perhitungan poros di peroleh ukuran-ukuran poros: Diameter poros input (Ds 1 )
: 38 mm.
Putaran (n)
: 5200 rpm.
Daya yang di rencanakan (Pd)
: 129,68 Kw.
Torsi rencana (T)
: 24290,703 Kg.mm.
Tegangan geser ( a)
: 4,365 kg/mm².
»
» » » »
B. Dari perhitumgan poros counter (counter shaft). Daya yang di rencanakan (Pd)
:129,68 KW.
Putaran (n)
: 2000 rpm.
Torsi rencana (T)
: 63155,815 Kg.mm.
Diameter poros (Ds
: 55 mm.
Kekuatan poros ( )
: 1,935 Kg/mm².
Tegangan geser izin
: 4,365 Kg/mm².
» » » » » »
C. Dari perhitungan poros output. Daya yang di rencanakan (Pd)
: 129,68 Kw.
Putaran (n)
: 2386,64 rpm.
Torsi rencana (T)
: 52924,45 Kg.mm.
Diameter poros (Ds 2 )
: 50 mm.
Kekuatan poros ( )
: 2,159 Kg/mm².
» » » »
»
D. Dari perhitungan spline.
54
Gaya tangent sial pada poros (F)
:971,628 Kg.
Tekanan permukaan yang di izinkan (Pa)
: 10 Kg.
Panjang spline (L)
: 19,43 mm.
Tegangan geser yang di izinkan ( ka)
: 7,05 Kg/mm².
Tegangan geser yang terjadi ( k)
: 7,05 Kg/mm².
Jumlah spline (n)
: 30 buah.
lebar spline ( )
: 2,82 mm.
» » » » » » »
E. Dari perhitungan naff . Panjang naff (L)
: 54 mm.
Diameter naff ( d)
: 72,5 mm.
Tebal naff ( )
: 19,8 mm.
» » »
F. Dari perhutungan roda gigi . 01.Perhitungan poros kopling (Cluth gear)
Putaran (n)
: 5200 rpm.
Ratio kecepatan (i)
: 2,645 rpm.
Modul (M)
: 4 mm.
Jumlah gigi (z)
: 42 gigi.
Lebar gigi (b)
:12,56 mm.
Diameter luar (dk1)
: 64 mm.
Tinggi kepala (hk)
: 4 mm.
Tinggi kaki (hf)
; 5 mm.
» » » » » » » »
02.Dari perhitungan roda gigi pada speed satu (first gear) Roda gigi L dan M.
Putaran (n)
: 459,89 rpm.
Modul (M)
: 4 mm.
Jumlah gigi (Z1)
: 12 gigi.
Jumlah gigi (Z2)
: 45 gigi.
Diameter luar (dk1)
: 54,97 mm.
Diameter luar (dk2)
: 185,03 mm.
» » » » » »
55
Diameter dalam (dd1)
: 36,97 mm.
Diameter dalam (dd2)
: 167,03 mm.
Tinggi kepala gigi (hk)
: 4 mm.
Tinggi kaki (hf)
: 5 mm.
Jumlah gigi limgkar (t)
: 12,57 mm.
Lebar gigi (b)
: 6,28 mm.
» » » » » »
03.Dari perhitungan roda gigi pada speed dua (scond gear) Roda gigi I dan J.
Putaran (n)
: 655,32 rpm.
Modul (M)
: 4 mm.
Jumlah gigi (Z1)
: 16 gigi.
Jumlah gigi (Z2)
: 41 gigi.
Diameter luar (dk1)
: 69,45 mm.
Diameter luar (dk2)
: 170,54 mm.
Diameter dalam (dd 1 )
: 51,45 mm.
Diameter dalam (dd 2 )
: 152,54 mm.
Tinggi kepala gigi (hk)
: 4 mm.
Tinggi kaki (hf)
: 5 mm.
Lebar gigi (b)
: 6,28 mm.
» » » » » » »
»
» » »
04.Dari perhitungan roda gigi pada speed tiga (Third gear) Roda gigi E dan F.
Putaran (n)
: 1259,69 rpm.
Modul (M)
: 4 mm.
Jumlah gigi (Z1)
: 24 gigi.
Jumlah gigi (Z2)
: 33 gigi.
Diameter luar (Dk1)
: 102,28 mm.
Diameter luar (Dk2)
: 137,72 mm.
Diameter dalam (dd1)
: 84,28 mm.
Diameter dalam (dd2)
: 119,72 mm.
» » » » » » » »
56
Tinggi kepala gigi (hk)
: 4 mm.
Tinggi kaki (hf)
: 5 mm.
Lebar gigi (b)
: 6,28 mm.
Jarak bagi lingkar (t)
: 12,56 mm.
» » » »
05.Dari perhitungan roda gigi pada speed empat (Fourth gear) Roda gigi C dan D.
Putaran (n)
: 1733,34 rpm.
Modul (M)
: 4 mm.
Jumlah gigi (Z1)
: 28 gigi.
Jumlah gigi (Z2)
: 28 gigi.
Diameter dalam (dd1)
: 102 mm.
Diameter dalam (dd2)
: 102 mm.
Diameter luar (Dk1)
: 120 mm.
diameter luar (Dk2)
: 120 mm.
Tinggi kepala gigi (hk)
: 4 mm.
Tinggi kaki (hf)
: 5 mm.
Lebar gigi (b)
: 6,28 mm.
Jarak bagi lingkar (t)
: 12,56 mm.
» » » » » » » » » » » »
06.Dari peehitungan roda gigi pada speed lima(Five gear)
Putaran (n)
: 2068,42 rpm.
Modul (M)
: 4 mm
Jumlah gigi (Z1)
: 31 mm.
Jumlah gigi (Z2)
: 26 mm.
Diameter luar (Dk1)
: 129,87 mm.
Diameter luar (Dk2)
: 110,13 mm.
Tinggi kepala gigi (hk)
: 4 mm.
Tinggi kaki (hf)
: 5 mm.
L ebar gigi (b)
: 6,28 mm.
» » » » » » » » »
57
07.Dari perhitungan bantalan poros input
Diameter dalam (d)
: 38 mm.
Diameter luar (D)
: 62 mm.
Tebal bantalan (b)
: 14 mm.
Jari-jari bantalan (r)
: 1,5 mm.
Kapasitas nominal dinamis spesifik (Co)
: 915 Kg.
» » » » »
G. Dari perhitungan bantalan poros counter shaft
Diameter dalam (d)
: 55 mm.
Diameter luar (D)
: 80 mm.
Tebal bantalan (b)
: 16 mm.
Jari-jari bantalan (r)
: 1,5 mm.
Kapasitas nominal dinamis spesifik (Co)
: 1430 Kg.
» » » » »
H. Dari perhitungan bantalan poros input .
Diameter dalam (d)
: 50 mm.
Diameter luar (D)
: 80 mm.
Tebal bantalan (b)
: 16 mm.
Jari-jari bantalan (r)
: 1,5 mm.
Kapasitas nominal dinamis spesifik (Co)
: 1430 Kg.
» » » » »
7.2
SARAN
Adapun saran yang dapat penulis utarakan kepada para pembaca yang sifatnya membangun yaitu:
Hendaknya dalam penulisan tugas rancangan atau karya ilmiah lainya,kiranya para penulis lebih memperhatikan tata cara penulisan dan menyesesuaikanya dengan standart penulisan karya ilmiah.Agar isi karya ilmiah
58
tersebut mempunyai mutu lebih di samping mutu isi karya ilmiah yang sudah ada.
Dan
kepada
para
pembaca
yang
baik,agar
nantinya
jangan
menyobek/mengoyak dan juga mengurangi isi dari tugas rancangan ini,mungkin nantinya
tugas
rancangan
ini
akan
berguna
bagi
orang
lain
yang
memerlukan,untuk yang menjaga dan merawat karya ilmiah/tugas rancangan ini saya ucapkan terima kasih.
59