PERENCANAAN RODA GIGI LURUS Jika Jika dari dari dua dua buah buah roda roda berb berben entu tuk k sili silind nder er atau atau keru kerucu cutt yang ang sali saling ng bersinggungan 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 kedua roda yang saling saling berkait. berkait. Roda Roda bergigi bergigi semacam semacam ini, dapat dapat berbentuk berbentuk silinder silinder atau kerucut., kerucut., atau disebut roda roda gigi. gigi. Transmisi roda gigi memepunyai keunggulan di bandingkan dengan sabuk atau rantai rantai karen karena a lebih lebih ringk ringkas, as, putara putaran n lebih lebih tinggi tinggi dan dan tepat, tepat, dan daya daya lebih lebih besar. besar. elebihan ini tidak selalu menyebabkan dipilihnya roda gigi disamping cara lain, karena memerluk memerlukan an keteliti ketelitian an yang lebih lebih besar besar dalam dalam pembuata pembuatan, n, pemasang pemasangan, an, maupun 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# mempunya mempunyaii jalur jalur gigi yang membentuk membentuk ulir pada silinder silinder jarak jarak bagi. bagi. %ala %alam m hal hal roda roda gigi gigi miri miring ng gand ganda a !c# !c# gay gay aksi aksial al yang yang
timb timbul ul pada pada gigi gigi yang yang
mempunyai alur yan berbentuk & tersebut, akn saling meniadakam. %engan roda gigi ini, perbanding perbandingan an reduksi, reduksi, kecepatan kecepatan keliling keliling,, dan daya yang yang di teruskan teruskan dapat di perbsar, tetapi pembuatannya sukar. Roda gigi dalam !d# dipakai jika di ingini alat transmisi transmisi dengan dengan ukuran ukuran kecil kecil dengan dengan perbandi perbandingan ngan reduksi reduksi besar, besar, karena karena pinyon pinyon terletak didalam roda gigi. 'atang gigi !e# merupakan dasar pro(il pahat pembuat gigi. )asangan antara batang gigi dan pinyon di pergunakan untuk merubah gerakan putar menjadi menjadi lurus atau sebalikny sebaliknya. a. Roda Roda gigi kerucut kerucut lurus lurus !(# dengan roda gigi lurus, adalah yang paling mudah dibuat dan paling sering dipakai.
PUSAT PENGEMBANGAN BAHAN AJAR-UMB
Isail M!"#si$% ST.% MT
ELEMEN MESIN II
*
Roda gigi kerucut spiral !g#, karma mempunyai mempunyai perbandingan perbandingan kontak yang lebih besar, dapat meneruskan putaran tinggi dan beban besar. +udut poros kedua roda gigi kerucut ini biasanya di buat . %alam golongan roda gig dengan poros bersilang, terdapat roda gigi miring silang silang !i#, rodas rodas gigi cacing cacing ! j dan k #, roda gigi hipoid hipoid !i#,dll. !i#,dll. Roda gig macam macam !j# mempunya mempunya cacing berbentuk berbentuk silinder silinder dan lebih lebih umum dipakai. dipakai. Tetapi Tetapi untuk untuk beban beban besar, cacing globoid atau cacing selubung ganda !k# dengan perandingan kontak yang lebih besar dapat dipergunakan. Roda gigi hipoid adalah seperti yang dipakai pada roda gigi di(erensial otomobil. Roda gigi ini mempunyai jalur gigi berbentuk spiral pada pada bida bidang ng keru kerucu cutt yang yang sumb sumbun unya ya bers bersil ilan ang, g, dan dan pemi pemind ndah ahan an gaya gaya pada pada permukaan gigi berlangsung secara meluncur dan menggelinding.
II. Naa-$aa Bagia$ Roda Gigi da$ da$ Uk!&a$$'a ukuran ukuran gigi gigi dinya dinyataka takan n dengan dengan “jarak “jarak bagi bagi lingka lingkar”, r”, yaitu yaitu jarak jarak sepanja sepanjang ng lingkaran jarak bagi antar profil dua gigi yang berdekatan. Jik diameter lingkaran jarak bagi dinyatakan dengan d (mm), (mm), dan jumlah gigi dengan z , maka jarak bagi lingkaran lingkaran t (mm) dapat di tulis sebagai :
t=
d
π
z
jadi, jarak bai lingkar adalah keliling lingkarann dibagi dengan jumlah gigi. %engan demiki demikian an ukuran ukuran gigi gigi dapat dapat ditent ditentuka ukan n dari dari besar besarny nya a jarak jarak bagi bagi lingk lingkar ar terseb tersebut. ut. /amun /amun,, karen karena a jaral jaralk k bagi bagi lingka lingkarr selal selalu u mengan mengandu dung ng (actor (actor
π ,
pemakaia pemakaiannya nnya
sebagai ukuran gigi dirasakan kurang praktis. Untuk mengantasi hal ini, diambil suatu ukuran yang disebut "modul0 dengan lambang
m=
m,
dimana 1
d z
dengan cara ini, m dapat ditentukan sebagai bilangna bulat atau bilangan pecahan ,2 dan ,32 yan lebih praktis. Juga karena 1
π x
m=t
4aka modul dapat menjadi ukuran gigi.
PUSAT PENGEMBANGAN BAHAN AJAR-UMB
Isail M!"#si$% ST.% MT
ELEMEN MESIN II
3
Cara lain untuk menyatakan ukuran gigi ialah dengan 5jarak bagi diametral ". %alam hal ini diameter lingkaran jarak bagi di ukur inch$ maka jarak bagi diametral %) adalah jumlah gigi per inch diameter tersebut. Jika diameter jarak bagi dinyatakan d6 !in#, maka 1
z "
d # in
! =
%enga %engan n persa persamaa maan n ini dapat dapat dili dilihat hat bah7 bah7a a jika jika %) kecil kecil,, berart berartii giginy giginya a besar besar.. +ebagian besar gigi dari Amerika atau 8ropa dinyatakan dengan harga %) tersebut. Adapun hubungan hubungan antara %) dan m adalah sebagai sebagai berikut berikut 1
m=
%&,$
DP
dengan menggunakan menggunakan harga-harga dan hubungan-hub hubungan-hubungan ungan diatas, persamaan persamaan roda gigi dapat ditulis secara lebih sederhana, demikian pula untuk merubah rumus dalam inch menjadi satuan modul, tidak akan di jumpai kesulitan.
III. P(&)a$di$ga$ P!*a&a$ da$ P(&)a$di$ga$ P(&)a$di$ga$ Roda Gigi Jika putaran roda gigi yang berpasangan dinyatakan dengan n * !rpm# pada proros penggerak dan n 3 !rpm# pada poros yang di gerakkan, diameter lingkaran jarak bagi d* dan d3 !mm#, dan jumlah gigi 9 * dan 93, maka perbandingan perbandingan putaran u adalah 1
u
=
n% n"
=
d " d %
=
m. z " m. z %
=
z " z %
" =
i
:arga ;, yaitu perbandingan perbandingan antara junlah gigi pada roda gigi dan pada pinyon, disebut perbandingan perbandingan roda gigi atau perbandingan perbandingan transmisi. )erbandingan ini dapat sebesar < sampai 2 dalam hal roda gigi lurus standar, dan dapat diperbesar sampai = dengan perubaha perubahan n kepala. kepala. )ada roda gigi miring dan miring miring ganda, ganda, perbandi perbandingan ngan tersebut dapat sampai *.
PUSAT PENGEMBANGAN BAHAN AJAR-UMB AJAR-UMB
Isail M!"#si$% ST.% MT
ELEMEN MESIN II
>
Roda gigi biasanya dipakai untuk reduksi !u ? * atau @ *#$ tetapi kadangkadang juga dipakai untuk menaikkan menaikkan putaran !u @ * atau i ? *#. Jarak sumbu poros a !mm# dan diameter lingkaran jarak bagi d * dan d3 !mm# dapat dinyatakan sebagai berikut 1
a = (d" ' d%)% = m(" dan %) % d" = %a (" ' i) d% = %a (" ' i)
I+.
Ta)(l Kl Klasifikasi Ro Roda Gi Gigi
*etak !oros
+oda igi
-eterangan
+oda gigi lurus, (a)
(kla (klasi sifi fika kasi si
+oda gigi miring,(b)
bentuk alur gigi)
atas atas
dasa dasarr
+oda gigi miring ganda,() +oda gigi dengan poros sejajar +oda gigi luar +oda
gigi
0rah putaran1berla2anan dalam
dan 0rah putaran sama
pinyon,(d)
erakan
/atang gigi dan pinyon,(e)
berputar
lurus
dan
atas atas
dasa dasarr
+oda gigi keruut lurus,(f) +oda gigi keruut spiral,(g) +oda gigi keruut 3erol
-las -lasif ifik ikas asii
+oda gigi keruut miring bentuk jalur gigi +oda gigi dengan poros
+oda gigi keruut miring
berpotong
ganda.
PUSAT PENGEMBANGAN BAHAN AJAR-UMB
Isail M!"#si$% ST.% MT
ELEMEN MESIN II
<
+oda
gigi
permukaan
(+oda gigi dengan poros
dengan dengan poros poros berpotonga berpotongan n berpotongan (h)
istime2a)
+oda gigi mirirng silang, (i)
-ontak titik
/atang /atang roda roda gigi gigi
miring miring erakan
silang
berbentuk
lurus
dan
berputar
+oda gigi aing silindris +oda gigi dengan poros silang
+oda gigi aing selubung ganda (globoid),(k) +oda gigi aing samping
+oda gigi hiperloid +oda gigi hiperloid, (4) +oda gigi permukaan silang
+. Ta)(l #a&ga od!l s*a$da& ,JIS ,JIS B / 0 123
PUSAT PENGEMBANGAN BAHAN AJAR-UMB AJAR-UMB
Isail M!"#si$% ST.% MT
ELEMEN MESIN II
2
Seri ke -1
Seri ke-2
Seri ke-3
5,"
Seri ke-1
Seri ke- 2
$
6,&
5,"&
Seri ke-3
6,9&
5,%
&
$,&
7
&,&
5,%& 5,6 5,6&
7,&
5,$
8
9
"5
"%
""
"7
"$
%5
"8
%&
%%
",9&
6%
%8
%,%&
$5
67
%,9&
&5
$&
5,$& 5,& 5,&& 5,7 5,9 5,9&
5,7&
5,8 5, " ",%& ",& % %,& 6
6,%&
VI. Tabel Faktor Faktor Untuk Bentuk Gigi
Jumlah gigi
;
PUSAT PENGEMBANGAN BAHAN AJAR-UMB AJAR-UMB
Jumlah gigi
Isail M!"#si$% ST.% MT
;
ELEMEN MESIN II
"5
5,%5"
%&
5,66
""
5,%%7
%9
5,6$
"%
5,%$&
65
5,6&8
"6
5,%7"
6$
5,69"
"$
5,%97
68
5,686
"&
5,%8
$6
5,67
"7
5,%&
&5
5,$58
"9
5,65%
75
5,$%"
"8
5,658
9&
5,$6$
"
5,6"$
"55
5,$$7
%5
5,6%5
"&5
5,$&
%"
5,6%9
"55
5,$9"
%6
5,666
/atang gigi
5,$8$
VII. Tabel Faktor Faktor Dinamis (Fc
-eepatan v = 0,5 1"5 ms
rendah
-eepatan v = &1%5 ms
sedang
-eepatan
v = %51&5 ms
6
f v
=
f v
=
f v
=
6+v
7 7
+
v
&,& &,& +
v
bmYf v
σ b
Tegangan lentur yang diijinkan
σ a !kgBmm3#,
yang besarnya tergantung pada
macam bahan dan dan perlakukan panas, panas, dapat diperoleh diperoleh dari Tabel .=. besarnya beban beban lentur yang dii9inkan per satuan lebar sisi 6 b !kgBmm# dapat dihitung dari besarnya
PUSAT PENGEMBANGAN BAHAN AJAR-UMB
Isail M!"#si$% ST.% MT
ELEMEN MESIN II
=
modu modull
m,
jumla jumlah h gigi gigi
z ,
(actor bentuk gigi D dari roda gigi standar dengan sudut
tekanan 3, dan dan (actor dinamis f v v sebagai berikut 1
< b =
σ a
mYf v
4aka lebar sisi b dapat diperoleh dari 1
b = F t t /F’ /F’ t t
)ada umumnya harga b ditetapkan antara !-*# m !mm#, dan untuk daya besar antara !*-* !*-*#m #m !mm#. !mm#. Roda Roda gigi gigi denga dengan n sisi sisi yang yang sangat sangat lebar lebar cende cenderun rung g mengal mengalami ami de(ormasi, khususnya. Jka bekerja sebagai pinyon, terutam jika ketelitiannya rerndaha dan memepunyai kesalahan dalm pemasanagan, pemasanagan, sehingga distribusi tekananya padas sisi gigi tidak merata. Jika dari suatu perhitungan kekuatan ternyata diperlukan lebar sisi yangbesarnya di luar daerah tersebut diatas, maka perlu dilakukanperhitungan. dilakukanperhitungan.
+III. Ta)(l *(ga$ga$ l($*!& 'a$g dii4i$ka$
-elompok bahan
σ a 5ada
)a#a$ &oda gigi.
-ekuatan
-ekerasan
?egangan
*ambang
tarik
(/rinell)
lentur yang
bahan
σ /
>/
diiinkan
(kgmm%)
σ a (kgmm %)
<@ "&
"&
"$51"75
9
<@ %5
%5
"751"85
<@ %&
%&
"851%$5
""
<@ 65
65
"51%$5
"6
A@
%$
%$"$5
"%
A@ $7
$7
"75
"
A@ $
$
"5
%5
/aja karbon untuk
A %& @
$&
"%61"86
%"
konstruksi mesin
A 6& @
&%
"$1%59
%7
A $& @
&8
"791%%
65
/esi or
/aja or
PUSAT PENGEMBANGAN BAHAN AJAR-UMB AJAR-UMB
Isail M!"#si$% ST.% MT
ELEMEN MESIN II
E
/aja paduan dengan
A "& @-
&5
$55 (dielup
65
dingin dingin dalam
pengerasan kulit
minyak) AB@ %"
85
755 (dielu (dielup p
6&1$5
AB@ %%
"55
dingin dingin dalam $51&& air)
AB@ "
9&
%"%1%&&
6&1$5
AB@ %
8&
%$8165%
$5175
AB@ 6
&
%716%"
$5175
!erunggu
"8
8&
&
*ogam delta
6&175
1
"51%5
!erunggu fosfor
"165
851"55
&19
(oran)
7$15 "851%75
%5165
/aja khrom nikel
!erunggu nikel ( oran)
ammar phenol, dll.
61&
I6. Ta)(l )a7a ka&)o$ ka&)o$ !$*!k ko$s*&!ksi ko$s*&!ksi (si$ da$ da$ )a7a 'a$g difi$is di$gi$ !$*!k 5o&os.
Atandar dan maam
*ambang
A65@
PUSAT PENGEMBANGAN BAHAN AJAR-UMB AJAR-UMB
!erlakuan
-ekuatan
panas
tarik (kgmm%)
!enormalan
-eterangan
$8
Isail M!"#si$% ST.% MT
ELEMEN MESIN II
A6&@
“
&%
/aja karbon
A$5@
“
&&
kontruksi
A$&@
“
&8
mesin
A&5@
“
7%
A&&@
“
77
/atang baja
A6&@1
1
&6
itarik dingin,
yang difinis
A$&@1
1
75
dige digeri rind nda, a,
dingin
A&&@1
1
9%
bubut,
(J4A $"5%)
di atau
gabungan antara antara hal1ha hal1hall tersebut
6. Ta)(l )a7a 5ad!a$ !$*!k 5o&os
Atandard dan
*ambang
!erlakuan panas
-ekuatan tarik (kgmm%)
maam AB@ %
1
8&
/aja khrom nikel
AB@ 6
1
&
( J4A $"5%)
AB@%"
!engerasan kulit
85
AB@%%
“
"55
AB@C "
1
8&
AB@C %
1
&
/aja khrom nikel
AB@C 9
1
"55
molibden
AB@C 8
1
"5&
AB@C%%
!engerasan kulit
5
AB@C%6
“
"55
AB@C%&
“
"%5
( J4A $"56)
PUSAT PENGEMBANGAN BAHAN AJAR-UMB AJAR-UMB
Isail M!"#si$% ST.% MT
ELEMEN MESIN II
*
A@r 6
1
5
A@r $
1
&
A@r &
1
"55
A@r%"
!engerasan kulit
85
A@r%%
“
8&
A@C %
1
8&
A@C 6
1
&
A@C $
1
"55
/aja khrom
A@C &
“
"5&
moilibden
A@C%"
!engerasan kulit
8&
A@C%%
“
&
A@C%6
“
"55
/aja khrom ( J4A $"5$)
(J4A $"5&)
6I.
Ukuran
Ukuran
nominal
stan$ar
!asak
b%b1% $an
b" #
b2
Ta)(l a)(l !k!&a k!&a$ $ 5as 5asak ak da$ al!& l!& 5asa asa&
)asak !rismatis
)asak
)asak
tirus
r
luncur
stan$a
)asak
)asak
r
!rismatis
luncur
%
6x6
6
6
$x$
$
$
&x&
&
& 7
5,"71 5,%&
5,%&1 5,$5
)asa
r1 $an
Diameter !oros
k
r2
*ang $a!at
tirus
t1
%
7
&
'eerensi
Ukuran stan$ar t2
n
%x%
7x7
Ukura
Ukuran stan$ar #
71%5
",%
",5
7167
",8
",$
81$&
%,&
",8
"51&7
6,5
%,6
"$195
6,&
%,8
5,&
$i!akai $++ 5,581
718
“
81"5
“
"51"%
",%
“
"%1"9
",9
“
"91%%
5,
5,"7
*ebih dari
%,%
PUSAT PENGEMBANGAN BAHAN AJAR-UMB AJAR-UMB
Isail M!"#si$% ST.% MT
ELEMEN MESIN II
**
(9 x 9)
9
9
9 ,%
"7185
$,5
6,5
6 ,&
6,5
5,"71
“
%51%&
%,$
“
%%165
%,$
“
65168
%,$
“
681$$
“
$$1&5
“
&51&&
“
&51&8
“
&817&
“
7&19&
“
9&18&
“
8515
$,$
“
8&1&
&,$
“
&1""5
7,$
“
""51"65
5,%& 8x9
8
"5 x 8
"5
"% x 8 "$ x 8
9
8 8
"%
$,5
%%1""5
&,5
%81"$5
"$
"815
5,$51
6,6
6,6 6,6
&,5
671"75
&,&
$51"85
&,5
$&1"85
7,5
6,8
%,
5,75 ("& x "5)
"&
"7 x "5
"7
"8 x ""
"5
"5,% "5 ""
"8
5,%&1 5,$5
&51%55
&,5
& ,&
&,5
$,6
6,$
$,$
9,5
6,$ %5 x "% %% x "$
"%
%5
&71%%5 5,751
"$
%%
$,
9,&
761%&5
,5
951%85
8,5
951%85
,5
&,$
$,
5,85 (%$ x "7)
%$
% & x "$
%&
%8 x "7 6% x "8
"7
"7,% "$ "7
%8
"8
6%
•
8516%5 51675
8,5
8 ," &,$ 7,$
"5,5
9,$
"",5
$,$
5,$51
8,5
5,75
harus dipilih dari angka1amgka angka1amgka berikut sesuai dengan daerah daerah yang bersangkutan dalam tabel. 7,8,"5,"%,"$,"7,"8,%5,%%,%& 7,8,"5,"%,"$,"7,"8,%5,%%,%&,%8,6%,67,$5,$ ,%8,6%,67,$5,$&,&5,&7,76,95, &,&5,&7,76,95,85,5,"55,""5 85,5,"55,""5,"%&,"$5, ,"%&,"$5, "75,"85,%55,%%5,%&5,%85,6% "75,"85,%55,%%5,%&5,%85,6%5,6755,$55. 5,6755,$55.
PUSAT PENGEMBANGAN BAHAN AJAR-UMB AJAR-UMB
Isail M!"#si$% ST.% MT
ELEMEN MESIN II
*3
&onto# gambar ukuran !asak $an alur !asak ,
PUSAT PENGEMBANGAN BAHAN AJAR-UMB AJAR-UMB
Isail M!"#si$% ST.% MT
ELEMEN MESIN II
*>
6II. Diag&a ali&a$ !$*!k (&($"a$aka$ &oda gigi l!&!s s*a$da&
b
b
A?0+? "$. ". aya yang akan ditransmisikan ! (kD) !utaran poros n " (rpm) !erbandingan reduksi i Jarak sumbu poros a (mm)
?egangan lentur yang diiinkan σ a % (kgmm %) fator tegangan kontak k > (kgmm%)
"&. /eban lentur yang diiinkan persatuan lebar < b", < b% (kgmm%) /eban permukaan yang diiinkan persatuan lebar < > (kgmm) >arga minimum
%.
6. aya renana ! d (kD)
"7. *ebar sisi, b(mm) b(mm) $. iameter sementara lingkaran jarak bagi d",d% (mm)
"9. /ahan !oros /ahan !asak
&. Codul pahat m Audut tekanan pahat 5 (5)
"8. iameter poros, d s", ds% (mm) !enentuan pasak dan alur pasak (mm) ?ebal alur pasak, A k", Ak% (mm)
7. Jumlah gigi ",% perbandingan gigi
9. aimeter lingkaran jarak bagi (roda gigi standar) d 5",d5% (mm) Jarak sumbu oros a 5 (mm)
;
". b m : (7 1"5) d b : ",& Ak" m : %,%
8. -elonggaran sisi @5 (mm) -elonggaran punak @ t (mm)
? . iameter kepala d k ", dk " (mm) iameter kaki d f ", df % (mm) -edalam -edalam emoton emotonaa an > (mm) (mm) "5. "5.
%5. Codul pahat,m Audut tekan pahat, α o Jumlah gigi, 3 ", 3% Jarak sumbu poros, d k",dk% (mm) *ebar gigi,b (mm) /ahan roda gigi, dan perlakuan panasnya /ahan poros dan perlakuan Isail M!"#si$% ST.% MT ELEMEN MESIN II panasnya iameter oros ds" ds% mm
*<
a a
a
a
"%.
"6. bahan masing1masing, roda gigi perlakuan panas -ekutan tarik /", /% (kgmm%)
A?F!
-ekerasan permukaan gigi > /", >/%
GB
b
PUSAT PENGEMBANGAN BAHAN AJAR-UMB AJAR-UMB
Isail M!"#si$% ST.% MT
ELEMEN MESIN II
*2