Isi Tugas Elmes 3
-
Upload
hheri-slalhuu-dhewe-ajha -
Category
Documents
-
view
48 -
download
0
description
Transcript of Isi Tugas Elmes 3
KATA PENGANTARPuji syukur penulis panjatkan kepada Allah Yang Maha Esa, karena atas berkat dan rahmatnya, sehingga penulis dapat menyelesaikan laporan tugas besar elemen mesin III. Laporan ini merupakan syarat untuk mengikuti ujian semester V. Adapun judul laporan ini adalah TRANSMISI RODA GIGI MIRING MOTOR SURPA X 125.Dalam penyelesian laporan ini, sebagai penulis mengucapkan banyak terimakasih kepada bapak Agus Harianto, ST.,MT. sebagai asisten pembimbing dan sekaligus selaku dosen elemen mesin III yang membantu, sehingga tugas ini dapat di selesaikan sesuai dengan waktunya. Tugas ini masih kurang sempurna oleh karena itu kami mengharapkan kritik dan saran yang bersifat membangun guna menyempurnakan laporan tugas besar elemen mesin III.Semoga laporan ini dapat memberikan pelajaran dan informasi bagi mahasiswa fakultas teknik umumnya dan teknik mesin khususnya.
Pangkalan Bun Januari 2016Penyusun
MARFUADNIM:13212010047
DAFTAR ISIHal JuduliLembarAssistensi iiLembarPengesahan iiiKata Pengantar 1Daftar isi 2Nomenklatur / Istilah yang dipakai (Besaran dan Satuan)3Bab I Pendahuluan4a. Latar Belakang4b. Tujuan4c. Batasan Masalah5Bab II Teori Dasar6a. Pengertian Roda Gigi6b. Klasifikasi Roda Gigi7c. Rumus yang digunakan13Bab III Mekanisme Sistem Transmisi20a. Pemilihan jenis Roda Gigi20b. Sketsa Roda Gigi20Bab IV Pembahasan Sistem Transmisi21a. Perhitungan Roda Gigi21b. Perhitungan Poros33c. Perhitungan Pasak37Bab. V Kesimpulan38Daftar Pustaka41
Nomenklatur
Daya yang ditranmisikan (P)KwPutaran poros ( n )rpmFaktor koreksi( )-Torsi ( T )kg.cmKecepatan ( v )m /dtkTegangan kerja ijin ( )mKemiringan ( L )mLebar sisi ( b )mDiameter luar ( )cmGaya berat ( )NGaya aksi radial ( )NModul pahat ( m )-Tenaga kuda yang ditransmisikan ( p )HpKecepatan putar dari pinion ( NP )rpmGaya tangensial dari pinion ()-
BAB I PENDAHULUAN
1.1Latar BelakangPerguruan Tinggi merupakan salah satu alat penunjang potensial untuk menghasilkan enginer yang ahli dan profesional. Untuk mencapai sasaran ini diperlukan kurikulum yang baik, agar terbentuk hubungan yang sinergi antara lembaga pendidikan dan dunia industri yang terkait. Tugas Elemen Mesin merupakan salah satu latihan yang baik bagi mahasiswa agar dapat mengaplikasikan ilmu yang telah diperolehnya ke dalam bentuk suatu analisis dari suatu peralatan. Selain untuk menambah wawasan mahasiswa, tugas ini dapat menjadi tantangan tersendiri bagi mahasiswa dalam menguji keseriusannya dalam menempuh pendidikannya di perguruan tinggi ini.Proses perancangan telah ada sejak manusia diciptakan, karena sifat manusia yang ingin mudah dalam menjalani hidupnya dan pada dasarnya proses perancangan memang ditujukan untuk memudahkan manusia untuk memenuhi kebutuhannya. Proses perancangan sangat banyak kelompoknya, bisa dikatakan tidak terbatas, sesuai dengan kebutuhan manusia yang tidak pernah puas dengan apa yang ada. Sebagai mahasiswa teknik mesin sudah pasti harus bisa merancang sesuatu yang bisa memudahkan untuk memenuhi kebutuhan yang tentu berkaitan dengan bidangnya.
Tapi untuk merencanakan sesuatu yang dapat memudahkan untuk memenuhi kebutuhan bukan hal yang mudah, apalagi di zaman sekarang ini yang bisa dikatakan segalanya telah ada tetapi manusia tidak pernah puas dan ingin lebih mudah lagi. Untuk sampai pada hasil rancangan harus melalui proses yang rumit dan panjang.Di zaman sekarang ini yang segalanya sudah tersedia, proses perancangan dapat dipermudah. Dengan berbagai organisasi yang mengeluarkan standar-standar tertentu untuk bermacam-macam elemen mesin, para perancang tidak perlu membuat keseluruhan elemen mesin yang akan digunakan dalam rancangannya. Tetapi yang sulit bagi para perancang adalah proses pemilihan elemen mesin yang tepat, yang dapat memenuhi persyaratan si perancang itu sendiri. Dalam perancangan mesin kali ini , mencoba mengangkat permasalahan tentang Gearbox. Gearbox merupakan salah satu komponen dari suatau mesin yang berupa rumah untuk roda gigi. Komponen ini harus harus memiliki kontruksi yang tepat agar dapat menempatkan poros poros roda gigi pada sumbu yang benar sehingga roda gigi dapat berputar dengan baik. Maka dari itu dengan sedikit mungin gesekan yang terjadi. Selain harus memilki konstruksi yang tepat, terdapat beberapa kriteria yang dapat dipenuhi oleh komponen ini yaitu dapat meredam getaran yang timbul akibat putaran dan gesekan pada roda gigi. Dari kesulitan konstruksi yang disyaratkan dan pemenuhan kriteria yang dibutuhkan, maka kami bermaksud membuat produk tersebut sebagai objek perancangan tugas elemen mesin.Pembuatan produk tersebut dengan memperhatikan spesifikasi yang diinginkan.
1.2Batasan MasalahPenulis akan membatasi pembahasan hanya sampai memperhitungkan aspek mekanika saja dan terbatas kepada komponen-komponen mesin yang telah dipelajari pada mata kuliah elemen mesin I. Sedangkan aspek-aspek yang lainnya yang akan dibahas secara sekilas saja. Dalam laporan tugas elemen mesin I ini penulis membatasi permasalahan hanya pada perhitungan beberapa komponen pada roda gigi.Metode pengukuran yang kami pilih sangat sederhana, dengan menghitung kembali roda gigi dengan melihat spesifikasi pada kendaraan bermotor. 1.3TujuanAdapun tujuan dari mata kuliah ini adalah sebagai berikut :1. Mengenal beberapa komponen mesin beserta beban utamanya. 2. Memahami tahap tahap perancangan roda gigi. 3. Mampu membuat gambar sket dan gambar teknik dari komponen yang dirancang.4. Menentukan variable yang akan dittemukan di lapangan.
1.4Sistematika Penulisan dan PembahasanDalam laporan ini penulis melakukan pembahasan secara sistematis dengan sistematika sebagai berikut:Bab I berisi tentang latar belakang desain, batasan masalah beserta tujuan penulis dalam mengerjakan tugas elemen mesin.Bab II berisi tentang teori dasar tentang komponen-komponen padr roda gigi. Bab III berisi perhitungan roda gigi pada kendaraan bermotor sesuai spesifikasi yang telah di pilih pda tipe kendaraan.Bab IV berisi tentang hasil dan analisa roda gigi. Bab V berisi tentang kesimpulan hasil perhitungan dan analisis roda gigi. Di samping itu laporan ini juga membuat beberapa lampiran yang berisikan tentang gambar teknik dan tabel tabel yang diperlukan data perancangan roda gigi.
BAB IITINJAUAN PUSTAKA Rodagigi digunakan untuk mentransmisikan daya besar dan putaran yang tepat. Rodagigi memiliki gigi di sekelilingnya, sehingga penerusan daya dilakukan oleh gigi-gigi kedua roda yang saling berkait. Rodagigi sering digunakan karena dapat meneruskan putaran dan daya yang lebih bervariasi dan lebih kompak daripada menggunakan alat transmisi yang lainnya, selain itu rodagigi juga memiliki beberapa kelebihan jika dibandingkan dengan alat transmisi lainnya, yaitu : Sistem 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.
Rodagigi harus mempunyai perbandingan kecepatan sudut tetap antara dua poros. Di samping itu terdapat pula rodagigi yang perbandingan kecepatan sudutnya dapat bervariasi. Ada pula rodagigi dengan putaran yang terputus-putus. Dalam teori, rodagigi pada umumnya dianggap sebagai benda kaku yang hampir tidak mengalami perubahan bentuk dalam jangka waktu lama.
2.1 Klasifikasi RodagigiRodagigi diklasifikasikan sebagai berikut : Menurut letak poros. Menurut arah putaran. Menurut bentuk jalur gigi
2.1.1 Menurut Letak PorosMenurut letak poros maka rodagigi diklasifikasikan seperti tabel berikut :Letak Poros Roda Gigi Keterangan
Roda Gigi dengan Poros SejararRoda gigi LurusRoda gigi MiringRoda gigi Miring GandaKlasifikasi atas dasar bentukalur gigi
Roda gigi dengan poros berpotongan Roda gigi kerucut lurusRoda gigi kerucut spiralRoga gigi kerucut zerolRoda gigi kerucut miringRoda gigi miring ganda Klasifikasi atas dasarbentuk jalur gigi
Rodagigi permukaan dengan porosBerpotonganRodagigi dengan porosberpotongan berbentukistimewa
Rodagigi miring silangBatang gigi miring silangKontak gigiGerak lurus dan berputar
Rodagigidengan porossilangRodagigi cacing silindrisRodagigi cacing selubung gandaRodagigi cacing sampingRodagigi hiperboloidRodagigi hipoidRodagigi permukaan silang5
2.2.2 Menurut arah putaranMenurut arah putarannya, rodagigi dapat dibedakan atas : Rodagigi luar ; arah putarannya berlawanan. Rodagigi dalam dan pinion ; arah putarannya sama
2.2.3 Menurut bentuk jalur gigiBerdasarkan bentuk jalur giginya, rodagigi dapat dibedakan atas :
2.2.3.1 Rodagigi Lurus
Rodagigi lurus digunakan untuk poros yang sejajar atau paralel. Dibandingkan dengan jenis rodagigi yang lain rodagigi lurus ini paling mudah dalam proses pengerjaannya (machining) sehingga harganya lebih murah. Rodagigi lurus ini cocok digunakan pada sistim transmisi yang gaya kelilingnya besar, karena tidak menimbulkan gaya aksial.
Gambar 2.1 Rodagigi Lurus
Ciri-ciri rodagigi lurus adalah :1. Daya yang ditransmisikan < 25.000 Hp2. Putaran yang ditransmisikan < 100.000 rpm3. Kecepatan keliling < 200 m/s4. Rasio kecepatan yang digunakan Untuk 1 tingkat ( i ) < 8 Untuk 2 tingkat ( i ) < 45 Untuk 3 tingkat ( i ) < 200 ( i ) = Perbandingan kecepatan antara penggerak dengan yangdigerakkan5. Efisiensi keseluruhan untuk masing-masing tingkat 96% - 99%tergantung disain dan ukuran.Jenis-jenis rodagigi lurus antara lain :
1. Rodagigi lurus (external gearing)Rodagigi lurus (external gearing) ditunjukkan seperti gambar 2.2. Pasangan rodagigi lurus ini digunakan untuk menaikkan atau menurunkan putaran dalam arah yang berlawanan.
Gambar 2.2 Rodagigi Lurus Luar2. Rodagigi dalam (internal gearing)Rodagigi dalam dipakai jika diinginkan alat transmisi yang berukuran kecil dengan perbandingan reduksi besar.3. Rodagigi Rack dan PinionRodagigi Rack dan Pinion (gambar 2.3) berupa pasangan antara batang gigi dan pinion rodagigi jenis ini digunakan untuk merubah gerakan putar menjadi lurus atau sebaliknya.
Gambar 2.3 Rodagigi Rack dan Pinion
4. Rodagigi permukaanRodagigi lurus permukaan (gambar 2.4) memiliki dua sumbu saling berpotongan dengan sudut sebesar 90.
Gambar 2.4 Roda gigi permukaan.2.2.3.2 Roda gigi MiringRoda gigi miring hampir sama dengan roda gigi lurus, tetapi dalam pengoprasiannya roda gigi lurus lebih lembut dan tingkat kebisingannya rendah perkontakan antara gigi lebih dari 1.
Gambar 2.5 Roda gigi miringCiri cirri roda gigi mirng : Arah gigi membentuk sudut terhadap poros. Distribusi beban sepanjang garis kontak tidak uniform Kemampuan pembebanan lebih besar dari roda gigi lurus Gaya aksial lebih besar sehingga memerlukan bantalan aksial dan roda gigi yang kokoh.
Jenis jenis roda gigi miring antara lain ;1. Roda Gigi Miring Biasa
Gambar 2.6 Roda gigi Miring Biasa
2. Roda Gigi Miring Silang
Gambar 2.7 Roda gigi Miring Silang3. Roda gigi Miring Ganda
Gambar 2.8 Roda gigi Miring Ganda
4. Roda gigi Mirirng Bersambung
Gambar 2.9 Roda gigi mirirng Bersambung
2.2.3.3 Roda gigi Kerucut Roda gigi kerucut digunakan untuk mentransmisikan 2 buah poros yang saling berpotongan.
Gambar 2.10 Roda gigi Kerucut Jenis jenis roda gigi kerucut :1. Roda gigi lurus kerucut
Roda gigi kerucut miring
Gambar 2.11 Roda gigi kerucut miring2. Roda gigi kerucut Spiral
Gambar 2.12 Roda gigi Kerucut Spiral 3. Roda gigi Kerucut hypoid
Gambar 2.13 roda gigi kerucut hypoid
2.2.3.4 Roda gigi Cacing Ciri-ciri roda gigi cacing adalah :1. Kedua sumbu saling bersilang dengan jarak sebesar a, biasanya sudut yang dibentuk kedua sumbu sebesar 90o. 2. Kerjanya halus dan hampir tanpa bunyi 3. Umumnya transmisi tidak dapat dibalik untuk menaikan putaran dari roda cacing ke cacing (mengunci sendiri).4. Perbandingan reduksi dapat dibuat sampai 1 : 150.5. Kapasitas beban yang besar dimungkinkan karena kontak beberapa gigi biasanya 2 sampai 4. 6. Roda gigi cacing efisiensinya sangat rendah, terutama jika sudut kisarannya kecil.
Batasan roda gigi cacing adalah :a) Kecepatan roda gigi cacing maksimun 40.000 rpmb) Kecepatan keliling roda gigi cacing maksimum 69 m/s c) Tosi maksimun roda gigi cacing adalah 70.000 m kgf d) Gaya keliling roda gigi cacing maksimum 80.000 kgfe) Diameter roda gigi cacing maksimum 2 m f) Daya maksimum 1.400 HpPeningkatan pemakaian roda gigi cacing seperti pada gambar 2.15 dibatasi pada nilai i antara 1 sampai dengan 5 , karena dengan ini dapat mentransmisikan daya yang besar dengan efisiensi yang tinggi dan selanjutnya hubungan seri dengan salah satu tingkat roda gigi lurus sebelum atau sesudahnya untuk dapat mendapat reduksi yang lebih besar dengan efisiensi yang lebih baik.
Gambar 2.15 Roda gigi Cacing.Pemakaian dari roda gigi cacing meliputi : gigi reduksi untuk semua transmisi samapi daya 1.400 HPDiantaranya pada lift, motor Derek, untuk mesiln tekstil, rangkakaian kemudi kapal, mesin bor vertikal, mesin frais dan juga untuk berbagai sistem kemudi kendaraan. Adapun frofil dari roda gigi cacing ditunjukan seperti pada gambar 2.16 :
Gambar 2.16 profil roda gigi cacing 1. N-worm atau A-wornGigi cacing yang punya profil trapozidal dalam bagian normal dan bagian aksial, diproduksi dengan menggunakan mesin bubut dengan pahat yang berbentuk trapezium, serta tanpa proses penggrindaan. 2. E worn Gigi cacing yang menunjukan involut pada gigi miring dengan antara 87o sampai dengan 45o. 3. K-wornGigi cacing yang dipakai untuk perkakas pahat mempunyai bentuk trapezoidal, menunjukan dua kerucut. 4. H- worn Gigi cacing yang dipakai untuk perkakas pahat yang berbentuk cembung .Tipe tipe yang perpenggerak roda gigi cacing antara lain :a. Cylindrical worm gear dengan pasangan gigi globoid.
Gambar 2.17 Cylindical Worm Gear dengan pasangan Gigi Globoid.b. Globoid worm gear dipasangkan dengan roda gigi lurus.
Gambar 2.18 Globoid worm drive dipasangkan roda gigi lurus. c. Globoid worm drive dipasangkan dengan roda gigi globoid.
Gambar 2.19 worm drive dipasangkan dengan roda gigi floboidd. Roda gigi cacing krucut dipasangkan dengan roda gigi kerucut globoid yang dinamai dengan roda gigi spiroid (gambar 2.20)
Gambar 2.20 Roda gigi cacing krucut dipasangkan dengan roda gigi kerucut globoid.
2.3 perbandigan putaran dan perbandingan Roda gigiJika putaran roda gigi yang berpasangan dinyatakan dengan n1 (rpm) pada poros penggerak dan n2 (rpm) pada poros yang digerakkan, diameter lingkaran jarak bagi d1 (mm) dan d2 (mm) dan jumlah gigi z1 dan z2 , maka perbandingan putaran u adalah :
U== =
= = iHarga I adalah perbandingan antara jumlah gigi pada roda gigi dan pinion, dikenal juga sebagai perbandingan transmisi atau perbandingan roda gigi. Perbandingan ini dapat sebesar 4 sampai 5 dalam hal roda gigi lurus standar, dan dapat diperbesar sampai 7 dengan perubahan kepala. Pada roda gigi miring ganda dapat sampai 10.Jarak sumbu poros alumunium (mm) dan diameter lingkaran jarak bagi d1 dan d2 (mm) dapat dinyatakan sebagai berikut :
= = d1= d2=
2.4 Nama-nama Bagian Roda gigiBerikut beberapa buah istilah yang perlu diketahui dalam perancangan roda gigi yang perlu diketahui yaitu :1. Lingkaran pitch (pitch circle)Lingkaran khayal yang menggelinding tanpa terjadinya slip. Lingkaran ini merupakan dasar untuk memberikan ukuran-ukuran gigi seperti tebal gigi, jarak antara gigi dan lain-lain.2. Pinion Roda gigi yang lebih kecil dalam suatu pasangan roda gigi.3. Diameter lingkaran pitch (pitch circle diameter)Merupakan diameter dari lingkaran pitch.4. Diameter pitch Jumlah gigi persatuan pitch diameter.5. Jarak bagi lingkar (circular pitch)Jarak sepanjang lingkaran pitch antara profil dua gigi yang berdekatan atau keliling lingkaran pitch dibagi dengan jumlah gigi, secara formula dapat ditulis :6. Modul (module)Perbandingan antara diameter lingkaran pitch dengan jumlah gigi.7. Adendum (dedendum) Jarak antara lingkaran kepala dengan lingkaran pitch dengan lingkaran pitch diukur dalam arah radial.8. Dedendum (dedendum)Jarak antara lingkaran pitch dengan lingkaran kaki yang diukur dalam arah radial.
9. Working DepthJumlah jari-jari lingkaran kepala dari sepasang roda gigi yang berkontak dikurangi dengan jarak poros.10. Clearance CircleLingkaran yang bersinggungan dengan lingkaran addendum dari gigi yang berpasangan.11. Pitch pointTitik singgung dari lingkaran pitch dari sepasang roda gigi yang berkontak yang juga merupakan titik potong antara garis kerja dan garis pusat.12. Operating pitch circleLingkaran-lingkaran singgung dari sepasang roda gigi yang berkontak dan jarak porosnya menyimpang dari jarak poros yang secara teoritis benar.13. Addendum circleLingkaran kepala gigi yaitu lingkuran yang membatasi gigi.14. Dedendum circleLingkaran kaki gigi yaitu lingkaran yang membatasi kaki gigi.15. Width of spaceTebal ruang antara roda gigi diukur sepanjang lingkaran pitch.16. Sudut tekan (pressure angle)Sudut yang dibentuk dari garis normal dengan kemiringan dari sisi kepala gigi.17. Kedalaman total (total depth)Jumlah dari addendum dan dedendum.18. Tebal gigi (tooth thickness)Lebar gigi diukur sepanjang lingkaran pitch.19. Lebar ruang (tooth space)Ukuran ruang antara dua gigi sepanjang lingkaran pitch.20. Backlash Selisih antara tebal gigi dengan lebar ruang.21. Sisi kepala (face of tooth)Permukaan gigi diatas lingkaran pitch.22. Sisi kaki(flank of tooth)Permukaan gigi dibawah lingkaran pitch.23. Puncak kepala (top land)Permukaan dipuncak gigi.24. Lebar gigi (face width)Kedalaman gigi diukur sejajar sumbunya.
BAB IIIPERHITUNGAN RODA GIGI 3.1 Menentukan Ukuran Roda GigiUntuk merancang roda gigi yang mamapu mentransmisikan daya maksimum sebesar 9,8 ps pada putaran 7500 rpm. Pada mobil Honda supra x 125 dan direncanakan menggunakan roda gigi miring: Hal hal yang direncanakan diantara lain: Sudut miring , = 22 Sudut tekanan, = 19 Jarak sumbu poros, a = 95 mm Muodul (m) = 2,5 Perbandingan transmisi : z2 z1I1 = 35/14I2 = 31/20I3 = 23/20I4 = 26/24
Karena dasar dalam perencanaan roda gigi itu perbandingan kecepatan atau perbandingan transmisi (I), yaitu perbandingan lingkungan jarak roda gigi yang satu dengan jumlah gigi yang ke dua.
Perhitungan Transmisi 1 Dimensi roda gigi Diameter tusuk , Dt: Dt1= m z1 Dt2= m z= 2,5 x 14= 2,5 x 35= 35mm = 87,5 mm Diameter kepala, Dk:Dk1= m (z1+2)Dk2= m (z2+2)= 2,5 (14+2)= 2,5 (35+2)= 40 mm= 92,5 mm Diameter kaki , Df : Df= m (Z1-2)Df= m (Z2-2)= 2,5 (14-2)= 2,5 (35-2)= 30 mm = 82,5 mm
Perhitungan Transmisi 2 Dimensi roda gigi: Diameter tusuk, Dt : Dt1= m Z1Dt2= m Z2= 2,5x 20= 2,5 x 31= 50 mm = 77.5 mm Diameter kepala, Dk : Dk1= m (Z1 + 2)Dk2= m (Z2+ 2)= 2,5 x (20 + 2 )= 2,5 x (31 +2)= 55 mm= 82,5 mm Diameter kaki , Df : Dk1= m (Z1-2)Dk2= m (Z2-2)= 2,5 (20 2 )= 2,5 (31 -2)= 45 mm = 72,5 mm
Perhitungan Transmisi 3 Diamater roda gigi : Diameter tusuk, Dt: Dt1= m z1Dt2= m z2= 2,5 x 20= 2,5 x 23= 50 mm= 57,5 mm Diameter kepala, Dk: Dk1= m (z1 + 2)Dk2= m (z2+2)= 2,5 x (20 + 2 )= 2,5 x (23 + 2)= 55 mm = 62,5 mm Diameter kaki, Df : Dk1= m (Z1-2)Dk2= m (Z2-2)=2,5 x (20 2 )= 2,5 x (23 -2)= 45 mm= 52,5 mm
Perhitungan Transmisi 4 Diameter roda gigi : Diameter tusuk, Dt: Dt1= m z1Dt2= m z2= 2,5 x 24= 2,5 x 26= 60 mm= 65 mm Diameter kepala, Dk: Dk1= m (z1 + 2)Dk2= m (z2+2)= 2,5 x ( 24 + 2 )= 2,5 x ( 26+ 2)= 65 mm = 70 mm Diameter kaki, Df: Dk1= m (Z1-2)Dt2= m (Z2-2)= 2,5 x (24 2 )= 2,5 x (26-2)= 55 mm= 60 mm
Tabel 3.1 Tabel Dimensi Roda GigiTransmisi
Z1(gigi)Z2(gigi)Dt1(mm)Dt2(mm)Dk1(mm)Dk2(mm)Df1(mm)Df2(mm)
1143535874092,53082,5
220315077,55582,54572,5
320235057,55562,54552,5
42426606565705560
3.2 Menentukan jarak sumbu poros pada roda gigiJarak sumbu poros pada roda gigi adalah perbandingan antara jumlah dari diameter jarak bagi lingkaran pada roda gigi di bagi 2: = = = 61 mm
Kekuatan gigi Untuk penghitungan kekuaatan gigi digunakan dua metode yang paling dasar pada perhitungan dan diutamakan pada kekuatan terhadap lenturan dan tekanan pada permukaan gigi. Kedua metode ini merupakan metode perencanaan menurut standart. Untuk melakukan perencanaan roda gigi perlu diketahiu seperti hal- hal berikut ini : Bahan Pinyon S45C dengan : Kekuatan tarik b : 58 (N/mm2) Kekuatan permukaan sisi gigi , Hb: 198 Tegangan lenturan yang diizinkan al: 30 N/mm2 Misalkan faktor tegangan kontak diambil antara baja dengan kekrasan (200Hb) dengan besi cor maka Hk : 0,079 N/mm2. Maka perhitungan dapat dilakukan sebagai berikut : Transmisi 1 Z1=14Y1= 0,276Z2= 53Y2= 0.408= 0,409 Kecepatan V= = = 13,18 m/s Gaya tangensial ft= = = 804, 85 N Faktor dinamis Fv= = = 0,31 Beban lentur yang diizinkan persatuan lebar F1b1= a1 .m .Y1 .fv= 30 x 3 x 0,276 x 0,31= 7,70 N/m F2b2= a1 .m .Y2 .fv= 30 x 3 x 0,409 x 0,31= 11,41 N/m Beban permukaan yang diizinkan persatuan lebar F1H = Fv .kH .dt1 .= 0,31 x 0,079 x 42 x = 1,62 N/mm
Transmisi 2 Z1= 22Y1= 0,327 + = 0,3276Z2= 45Y2= 0.396= 0,397 Kecepatan V= = = 20,72, m/s Gaya tangensial ft= = = 511.96N Faktor dinamis Fv = = = 0,54
Beban lentur yang diizinkan persatuan lebar F1b1= a1 .m .Y1 .fv= 30 x 3 x 0,3276 x 0,54= 15,92 N/mmF2b2= a1 .m .Y2 .fv= 30 x 3 x 0,397 x 0,54= 19,92 N/m Beban permukaan yang diizinkan persatuan lebar F1H = Fv .kH .dt1 .= 0,54 x 0,079 x 66 x = 3,78 N/mm Transmisi 3
Z1= 28Y1= 0,349 + = 0,3499Z2= 38Y2= 0,349 Kecepatan V= = = 26,37 m/s Gaya tangensial ft= = = 402,27 N Faktor dinamis Fv = = = 0,51 Beban lentur yang diizinkan persatuan lebar F1b1= a1 .m .Y1 .fv= 30 x 3 x 0,3499 x 0,51= 16,06 N/m F1b2= a1 .m .Y2 .fv= 30 x 3 x 0,383 x 0,51= 17,57 N/mm Beban permukaan yang diizinkan persatuan lebar F1H = Fv .kH .dt1 .= 0,51 x 0,079 x 48 x = 3,89N/mm Transmisi 4 Z1= 33Y1= 0,358 + = 0,359Z2= 33Y2= 0,358= 0,359
Kecepatan V= = = 31,08 m/s Gaya tangensial ft= = = 341,31 N Faktor dinamis Fv = = = 0,49
Beban lentur yang diizinkan persatuan lebar F1b1= a1 .m .Y1 .fv= 30 x 3 x 0,359 x 0,49= 15,83 N/m F1b2= a1 .m .Y2 .fv= 30 x 3 x 0,359 x 0,399= 14,65 N/m Beban permukaan yang diizinkan persatuan lebar F1H = Fv .kH .dt1 .= 0,49 x 0,079 x 99 x = 3,83N/mm Transmisi 5Z1= 36Y1= 0.371= 0,372Z2= 30Y2= 0,358
Kecepatan V= = = 33,91 m/s Gaya tangensial ft= = = 312,82 N Faktor dinamis Fv = = = 0,48 Beban lentur yang diizinkan persatuan lebar F1b1= a1 .m .Y1 .fv= 30 x 3 x 0,372 x 0,48= 16,07 N/mm F1b2= a1 .m .Y2 .fv= 30 x 3 x 0,358 x 0,48= 15,46 N/mm Beban permukaan yang diizinkan persatuan lebar F1H = Fv .kH .dt1 .= 0,48 x 0,079 x 108 x = 3,72N/mm
Tabel 3.2 Hasil Perhitugan Efisiensi Gigi
TransmisiZ1Z2VFtFvFb1Fb2F1H
1145313,18804,850,317,7011,411,62
2224520,72511,960,5415,9219,293,78
3283826,37402,270,5116,0617,573,89
4333331,08341,310,4915,8315,833,83
5363033,91312,820,4816,0715,463,72
3.4 Perhitungan Efisiensi Roda GigiPerhitungan efisiensi roda gigi diambil berdasarkan data jumlah roda gigi masing masing. Efisiensi roda gigi yang akan dihitung adalah efisiensi masing masing transmisi., efisiensi mekanis dan efisiensi total. Jumlah roda gigi pada setiap roda gigi :
Z1= 14Z6= 38Z11= 16Z2= 53Z7= 33Z12= 52Z3= 22Z8= 33Z13= 70Z4= 45Z9= 36Z5= 28Z10= 30a. Efisiensi Transmisi 11= 1 - = 1 - = 0,9785= 97,85
b. Efisiensi Transmisi 22= 1 - = 1 - = 0,9784= 97,84
c. Efisiensi Transmisi 33= 1 - = 1 - = 0,9776= 97,76
d. Efisiensi Transmisi 5 v= 1 - = 1 - = 0,9825= 98,25e. Efisiensi Transmisi MundurR= 1 - = 1 - = 0,965= 96,5
f. Efisiensi Transmisi Mekanismax= 1 . 2 .3 .v .R .bantalan= 0,9785 x 0,9784 x 0,9776 x 0,9825x 0,965x 0,99= 0,8784= 87,84g. Efisiensi TotalKerugian daya , PgDaya maksimum mesin, Pmaks = 104 psPg= Pmaks (1-max) = 10 4(1- 87,84) = 12,64 kWJadi Efisiensi total ,total :total= x 100= x 100= 87.84BAB IVHASIL DAN ANALISA
Tabel 3.1 Tabel Dimensi Roda Gigi.Transmisi
Z1(gigi)Z2(gigi)Dt1(mm)Dt2(mm)Dk1(mm)Dk2(mm)Df1(mm)Df2(mm)
11453421594816536153
22245661357222560129
32838841149012078108
4333399991051059393
53630108901149610284
Tabel 3.2 Hasil Perhitugan Efisiensi Gigi
TransmisiZ1Z2VFtFvFb1Fb2F1H
1145313,18804,850,317,7011,411,62
2224520,70511,960,5415,9219,293,78
3283826,37402,270,5116,0617,573,89
4333331,08341,310,4915,8315,833,83
5363033,91312,820,4816,0715,463,72
BAB VKESIMPULAN 5.1 KesimpulanPenulis menyimpulkan bahwa fungsi roda gigi adalah meneruskan daya dari putaran mesin ke roda. Dengan adanya perbedaan roda gigi antara transmisi 1 dengan yang lainnya maka gaya yang dihasilkan dan kecepatan yang dihasilkan berbeda beda. Apabila dilihat dari pergesekan atau hubungan antara roda gigi 1 dengan yang lainnya maka dapat dipastikan perpindahan roda gigi akan sangat kasar, oleh karena itu maka diperlukan sinkroniser ring yang berfungsi untuk memperhalus perpindahan roda gigi, dan biasanya bahan dari sinkroniser ring terbuat dari bahan kuningan. Dengan melihat hasil yang sudah didapat :Efisiensi max pada mobil Bus HINO R260 RK8JSKA-NHJ adalah 87,84 % dengan besarnya efisiensi ini berarti perhitungan ini sudah dapat digunakan. 5.2 Saran Untuk transmisi 5 agar mendapatkan kecepatan yang lebih tinggi maka Z1 bisa diperbesar dan Z2 diperkecil
DAFTAR PUSTAKAModul Kuliah, Elemen Mesin II, Universitas Darma Persada, JakartaGeorge H. Martin, Kinematika dan Dinamika Teknik, Edisi II, Erlangga, Jakarta, 1984G. Neiman, Elemen Mesin, Erlangga Jakarta, 1986Sularso.Ir. MSME, Elemen Mesin, PT. Pradya Paramita, Jakarta 1997
LAMPIRAN
Berdasarkna bahan yang akan kita gunakan untuk tegangan lentur yang diizinkan pada roda gigi transmisi adalah baja karbon untuk konstruksi mesin dan tingkat kekuatan bahan yang kita pilih S 35 C .Kelompok Bahan Lambang Bahan Kekuatan Tarik b (kg /mm2)Kekerasan (brinel) HbTegangan Lentur yang diizinkan
Besi Cor FC 15FC 20FC 25FC 30 15202530140-160160-180180-240190-240791113
Baja Cor SC 42SC 46SC 49424649140160190121920
Baja Karbon Untuk Konstrusi Mesin S 25 CS 35 CS 45 C455358123-183149-207167-229212630
Baja Paduan dengan Pengerasan Kulit S 15 CK50400 (dicelup dingin didalam minyak)30
SNC 21SNC 2280 100600 (dicelup dingin didalam air )30
Baja Krom Nikel SNC 1SNC 2SNC 3758595212-225248-302269-32135-4040-6040-60
Perunggu Logam Delta Perunggu Fosfer Perunggu Nikel 1835-6019-3064-9085-80-100180-260510 sd 20 5 sd 7 20-30
Damar Phoner3 sd 5
Tabel 1.1 Tegangan lentur yang diizinkan apada bahan Roda GigiFaktor tegangan kontak diambil diantara baja dengan kekerasan (250Hb) dengan corm aka KH= 0.130 N/mm2.
Bahan Roda gigi (kekerasan Hb)KhKg/mm2
Pinyon Roda Gigi Besar
Baja (150)Baja (150)0,027
Baja (200)Baja (150)0,039
Baja (250)Baja (150)0,035
Baja (200)Baja (200)0,035
Baja (250)Baja (200)0,069
Baja (300)Baja (200)0,086
Baja (250)Baja (250)0,086
Baja (300)Baja (250)0,107
Baja (350)Baja (250)0,130
Baja (300)Baja (300)0,130
Baja (350)Baja (300)0,154
Baja (400)Baja (300)0,168
Baja (350)Baja (350)0,182
Baja (400)Baja (350)0,210
Baja (500)Baja (350)0,226
Bahan Roda gigi (kekerasan Hb)KhKg/mm2
Pinyon Roda Gigi Besar
Baja (400)Baja (400)0,311
Baja (500)Baja (400)0,329
Baja (600)Baja (400)0,348
Baja (500)Baja (500)0,389
Baja (600)Baja (600)0,569
Baja (150)Besi cor0,039
Baja (200)-0,079
Baja (250)-0,130
Baja (300)-0,139
Baja (150)Perunggu fosfor0,041
Baja (200)-0,082
Baja (250)-0,135
Besi CorBesi Cor0,188
Besi Cor NikelBesi Cor Nikel0,186
Besi Cor NikelPerunggu fosfor0,155
Tabel 1.2 Tegangan kontak pada Roda GigiFaktor keamanan pembebanan dinamis kita pilih kecepatan sedang :Kecepatan rendah V = 0,5 10 m/sFv =
Kecepatan sedang V = 5 20 m/sFv =
Kecepatan tinggi V = 20 50 m/sFv =
Tabel 1.3 Faktor Dinamis.
Jumlah GigiYJumlah GigiY
100,201250,339
110,226270,349
120,254300,358
130,261340,371
140,276380,383
150,276430,396
160,295500,408
170,289600,421
180,302750,434
190,3141000,446
200,321500,459
210,3273000,471
230,333Batang gigi0,484
Tabel 1.4 Faktor Bentuk Gigi
1