BAB III.doc diferensial

8/14/2019 BAB III.doc diferensial

1/44

BAB III

PERHITUNGAN

SISTEM RODA GIGI DIFERENSIAL

Sistemrodagigidiferensial menerima beban maksimum pada saat momen

puntir (torsi) dari roda-roda gigi didalam gear box meneruskan daya berupa

putaran ke penggerak pinion gear mencapai haraga maksimum, sehingga

perencanaan didasarkan atas nilai pembebanan maksimum yang terjadi pada

sistem differensial.

Besarnya torsi pada daya maksimum adalah :

T= ,!" # $%n

p'..($)

imana :

= orsi (kg.mm)

* = aya (kW)

+ = *utaran (rpm)

Sehingga torsi pada saat mencapai daya maksimum :

% *S = % # %,!&

= ,$& kW

T1 =,!" # $%

&&%%

$-,--

= $$!$",& kg.mm

= $$,!$& kg.m

$)Suga, /., Sularso, 0%%0, 1lemen mesin, *radnya *aramita, 2et-$%, 3akarta, 4al. !

00


2/44

Deifferensial gear pada 5itsubishi /uda direncanakan mempunyai torsi

maksimum $, kg.mpada putaran "%%% rpm, pada kondisi ini didapat daya mesin

sebesar :

P =

$%0

-%

0

$%%%

nT

'..(0)

Sehingga daya yang dibutuhkan untuk mencapai torsi maksimum :

P =

$%0

-%0

$%%%

nT

=

$%0

-%

"%%%..0

$%%%

$-%%

= &&,6&$ kW

5esin sebagai penggerak mula sebuah mobil mempunyai daya dan torsi

maksimum yang ditransmisikan pada beberapa tingkat kecepatan melalui roda-

roda gigi di dalam gear box, kemudian diteruskan melalui poros penggerak

(propeller shaft) menuju roda gigi pinion (piniongear).

*utaran yang ditransmisikan dari roda gigi pengerak ke roda gigi yang

digerakkan biasanya direduksi untuk mendapatkan nilai torsi yang lebih besar

pada roda gigi yang digerakan. *erbandingan transmisi ini dinotasikan dengan (u)

yang nilainya dapat dicari dari persamaan berikut :

u =$

0

n

n=

i

$'..()

0)7bid, 4al !)7bid, 4al 0$

engan : n$ = *utaran input

0


3/44

n0 = *utaran output

i = *erbandingan jumlah gigi pada ring geardanpinion gearatau

sering disebut perbandingan transmisi

ari torsi maksimum maka didapat :

T$= ,!" # $%

$n

P,

0

$

n

n= i

T0= ,!" # $%

0n

P

= ,!" # $%

i

n

P

$

= i# T$

3.1. Perhitungan Putaran dan Tr!i Pada Drive Pinion dan Ring Gear

dengan Da"a ##$1% kWdan Putaran %%&& rpm

Saat mesin mencapai daya maksimum sebesar ,$& kW maka

putaran roda gigi pada poros utama sama dengan putaran mesinnya yaitu

&&%% rpm, begitu juga dengan torsi yang dihasilkan yaitu $$,!$" kg.myang

dihubungkan dengan roda gigi ransmisi untuk mendapat beberapa tingkat

kecepatan pada poros pinion penggerak. Bila pada suatu tingkat kecepatan

tertentu diberi notasi 8/9, maka :

/ =i

n$

Sehingga putaran pada kecepatan pertama adalah :

0"


4/44


5/44

",% 0,&& $,&% $,%%% %,6 ",$"0

*inion *utaran (rpm) $0!%,0 0&,& "",6 &&%% %0, $0!,

orsi (kg.m) &%,!0 0!,&6 $!,!6 $$,!$& ,!& "6,&0";ngka transmisi 77 ",6!&

ing

gear

*utaran (rpm) 0%, "!,$ !"!,! $$06,0 $&"," 0!0,"

orsi (kg.m) 0"!,$ $",&% 6,$ &!,$$ "!,&6 0,&

3.'. Perhitungan Putaran Dan Tr!i PadaDrive PinionDanRing GearSaat

Me!in Men(a)ai Tr!i Ma*!i+u+ 13$# *g.+ Dengan Putaran ,&&& r)+

/etika mesin mencapai torsi maksimum ($, kg.m) komponen

penerus daya mengalami pembebanan yang sangat besar, sehingga

perencanaan didasarkan atas torsi terbesar yang dialami oleh komponen

penerus daya tersebut. Seperti pada perhitungan sebelumnya, untuk

mengetahui torsi terbesar pada piniongear dapat dilakukan perhitungan

sebagai berikut :

/$=i

n$

=%,"

"%%%

= 0,6 rpm

T1 = i # T

= ",% # $,

= &6,666 kg.m

setelah nilai putaran dan torsi padapinion geardiketahui , kita juga dapat

menghitung nilai putaran dan torsi pada ring geardari persamaan :

0


6/44

/$=i

K$

=6!&,"

6,0= $6,& rpm

T$ = i # T$

= ",6!& # &6,666

= 06!,%6 kg.m

engan cara yang sama dapat dicari putaran dan torsi yang terjadi

pada piniongeardan ringgearpada saat kecepatan /0, /, /",/&, /&dan

/m yang hasilnya ditampilkan pada tabel berikut ini.

abel $-0. 4;S7< *147>+?;+ @S7 ;+ *>;;+

5esin orsi : $, kg.m, *utaran : "%%% rpm

;ngka ransmisi 7 / $ /0 / /" /& /m",% 0,&& $,&% $,%%% %,6 ",$"0

*inion *utaran (rpm) 0,6 $6,& 0&%,6 "%%% "6%$, &,!

orsi (kg.m) &6,666 0,%06 0%,&00 $, $$,0 &,$;ngka transmisi 77 ",6!&

ing

gear

*utaran (rpm) $6,& "6," &",6 60%,& 6& $6,$

orsi (kg.m) 06!,%6 $&,$" $%%,%& , &&,0 0!",$

/eterangan :

/$ = perbandingan transmisi untuk kecepatan pertama

/0 = perbandingan transmisi untuk kecepatan kedua

/ = perbandingan transmisi untuk kecepatan ketiga

/" = perbandingan transmisi untuk kecepatan keempat

/& = perbandingan transmisi untuk kecepatan kelima

/m = perbandingan transmisi untuk kecepatan mundur

ari hasil perhitungan tersebut menunjukkan pembebanan terbesar

yang dialami oleh drivepinion dan ring gearterjadi pada :

0!


7/44

$. orsi maksimum drive pinion = &6,666 kg.m

0. *utaran drive pinion = 0,6 rpm

. orsi maksimum ring gear = 06!,%6% kg.m

". *utaran ring gear = $6,& rpm

3.3. PerhitunganDrive PiniondanRing Gear

3.3.1. Menghitung Pr)r!i Pa!angan Rda Gigi

*ada perencanaan ini dipakai jumlah gigipinion gear (Z1) = 6 dan

jumlah gigi pada ring gear(A0) = :

i =$

0

Z

Z=

$

0

d

d=

0

$

n

n'..(")

dengan :

i = aktor reduksi drive pinyon dan ring gear (final rasio). ari data

diketahuifinalrasio= ",6!&

A$ = 3umlah gigi padapinion gear

A0 = 3umlah gigipada ring gear

d = iameter lingkaran jarak bagi ring gear

d1 = iameter lingkaran jarak bagi drive pinyon

n1 = *utaranpinion gear

n = *utaran ring gear

") 7bid, 4al. 0

Untuk Drive Pinion

06


8/44

engan mengambil modul (m) = (?rafik 0-$) maka diameter

lingkaran jarak bagipinion gear (d1) adalah :

d1 = Z1x m'..(&)

= 6 #

= "6 mm

Untuk Ring Gear

ari data yang diketahui diatas maka dapat dihitung diameter

lingkaran jarak bagi ring gear:

i =$

0

d

d

",6!& ="6

0d

d = ",6!& # "6 = 0" mm

Sudut kerucut jarak bagipiniongear! "1# :

1 - tan-$

i

$

= tan-$6!&,"

$= $$,

Sudut kerucut jarak bagi ringgear! "#

= %- 1

= %- $$,= !6,"

&)7bid, 4al 0

Sisi kerucut, ($) :

0


9/44

$ =$

$

sin0

d =

0

0

sin0

d'.. ()

= %-,$$sin0

"6= $$," mm

alam beberapa roda gigi, tinggi gigi semakin kecil dari ujung ke

ujung dalam dan ada juga yang tingginya tetap sama. Cang pertama disebut

gigi tirusdan kedua disebut gigiseragam.

?igi tirus lebih sering dipakai dari pada gigi seragam. alam hal gigi

tirus, kepala gigi pinion dibuat lebih tinggi dari pada kepala gigi besar.

5aka perubahan kepala yang diperlukan dapat dilakukan dengan koefisien

masing-masing. *erubahan kepala drive pinion gear (%1) dan perubahan

ring gear(%), sehingga:

x1 = %,"

0

0

$

$ Z

Z'..(!)

= %,"

0

6$ = %,""

x = -x1

= - %,""

) 7bid, 4al. 0!)7bid, 4al. 0

3ika kelonggaran puncak (&k) = %,$66 modul (m) (sularso!0%%0)

maka :

%


10/44

Untuk drive pinion gear

inggi kepala (hk1) = ( $Dx1) m

= ( $ D %,"")

= 6," mm

inggi kaki (hf1) = ( $ Ex1) mD &k

= ( $ - %,"" ) D %,$66 ()

= ","66 mm

Sudut kepala ( k1) = tan-$( hk1F$)

= tan-$( 6,"F$$," )

= ",$%

Sudut kaki ( f1) = tan-$( hf1'$)

= tan-$(","66F$$,")

= 0,0o

Sudut kerucut kepala (k1) = 1 D k1

= $$,%D ",$%

= $&,!%

Sudut kerucut kaki (f1) = 1 ( f1

= $$,%

- 0,0%

= ," %

Untuk ring gear

inggi kepala (hk) = ($ Ex1) m

$


11/44

= ($ - %,"" )

= , mm

inggi kaki (hf) = ($ Dx1) D &k

= ($ D %,"") D %,$66 ()

= ,!6 mm

Sudut kepala ( k) = tan-$( hk'$)

= tan-$( ,F$$," )

= $,o

Sudut kaki "f) = tan-$( hf'$)

= tan-$( ,!6F$$,")

= ",!o

Sudut kerucut kepala (k) = D k

= !6,"oD $,o = 6%o

Sudut kerucut kaki "f) = ( f

= !6,"oE ",!o = !,!o

engan demikian tinggi gigi adalah :

G ) = 0 mD &k'(6)

= 0 () D %,$66 ()

= $,$ mm

6)7bid, 4al 0

Selanjutnya kita dapat mengetahui besarnya masing-masing diameter

lingkaran kepala dalam pembuatan :

0


12/44

Untuk drive pinion gear

iameter lingkaran kepala (dk1) = d1D 0 hk1 cos $

= "6 D 0 (6,") cos $$, o

= ",0 mm

Untuk ring gear

iameter lingkaran kepala ( dk) = dD 0 hkcos 0

= 0" D 0 (,) cos !6,"o

= 0&,& mm

3arak dari puncak gigi luar (mm) :

Pinion Gear

%1 = dF0 - hk1sin $

= 0"F0 E 6," sin $$,o

= $$&,0 mm

Ring Gear

% = d1F0 E hksin

= "6F0 E , sin !6,"o

= 0%,! mm

engan mengikuti ketentuan bahHa lebar sisi gigi sebaliknya

diambil tidak lebih dari $F sisi kerucut atau kurang dari modul pada ujung

luar (*ularso! 0%%0), 5aka :

b

$

dengan mengambil nilai terbesar maka diperoleh :


13/44

b =

$$$,"

= ,6 mm

Diameter rata-rata pada pertengahan lebar gigi, dm/ 0

dm= d%E b sin '..()

dengan :

d% = iameter jarak bagi, dalam hal ini digunakan diameter jarak bagi

ringgear (= 0" mm)

b =


14/44

*erbandingan kontak yang besar menjadikan roda gigi lebih tahan

dan mengurangi kebisingan, namun nilai perbandingan kontak dibatasi 0,&

sampai 0,!, karena perbandingan kontak yang besar cenderung menambah

kebisingan. *erbandingan kontak dapat dicari dari persamaan :

=

0

$cos

0$

cos

00

0

00

0

$

$$

++

+tg

Z

ZZtg

Z

ZZ

'..($%)

dengan :

= sudut tekan = Sudut tekan normal 0%(*ularso, 0%%0)

maka :

=

0

0%$0%cos

00%$

0%cos6

066

00

++

+

tgtg

= $,&$

3.3.'. Pe+iihan Bahan

Sesuai dengan fungsi kebutuhannya yaitu konstruksi differensial

dimana membuthkan kemampuan dukung tinggi, memerlukan ketehanan

terhadap keausan dan ruang konstruksi yang yang kecil, maka bahan untuk

rodapiniongeardan ring gear diambil (37S) = S25 00 (abel $-) dengan

sifat mekanis :

$. /elompok bahan = Baja paduan dengan pengerasan kulit

0. *erlakuan panas = Sementasi, celup dingin dan temper.

. /ekerasan = bagian tengah % 4B

$%)

7bid, 4al $

&


15/44

Sesuai dengan abel $-" untuk bahan S25 00 dengan perlakuan

panas celup dingin sementasi didapat nilai :

$. /ekerasan permukaan = 0& 4B

0. egangan lentur yang diijinkan = 00,! kg'mm

. egangan kontak yang diijinkan = $6 kg'mm

3.3.3. Perhitungan 2e*uatan Rda Gigi

Perhitungan lenturan

oda gigi dapat mengalami kerusakan berupa gigi patah, aus atau

berlubang-lubang (bopeng) permukaannya, atau tergores permukaannya.

Sehingga kekuatan gigi terhadap lenturan sangat penting untuk diperhatikan.

egangan lentur yang terjadi saat roda gigi bekerja (b) adalah :

b=-F.

.

0hb

l,t '..($$)

h0F(l) = m.- '..($0)

,t=v

Pd.$%0

=6,$

$&,--.$%0= "66 kg

sehingga :

b=m-b

,t..

dengan :

,t = ?aya tangensial yang bekerja pada roda gigi

b =


16/44


17/44

=0$

0$.

ZZ

ZZ

+ 0sin. m

'..($")

maka :

)=

0

sin..

)cosF($!&,%

0$

0$

m

ZZ

ZZb

/,t

+

-

0

0%sin.-

6

.6

6,

$-6").0%cosF"66($!&,%

+

= 6$,0 kg'mm

ari hasil perhitungan dapat diketahui tegangan lentur drive pinion,

tegangan lentur ring geardan tegangan permukaanpada Haktu roda gigi

bekerja lebih kecil daripada tegangan ijin dari bahan roda gigi, sehingga

sistem tersebut B;7/.

Sistem differensial gearkendaraan 85itsubishi /uda9 ini memiliki

buah roda gigi kerucut yang saling berpasangan dan bekerja sama, yaitu

terdiri dari :

$. Sepasang roda gigi hipoid, dimana pinion gearpasangan roda gigi ini

dihubungkan dengan propeller shaft kemudian ring geardihubungkan

dengan rumah differensial (differensial &ase).

0. ua buah roda gigi pinion yang merupakan roda gigi kerucut yang lebih

kecil. /edua roda gigi ini ditempatkan pada ujung ujung poros silang

atauspider.

$")7bid, 4al 0"0

6


18/44

. ua buah roda gigi kerucut samping (side gear) yang merupakan

roda gigi kerucut yang lebih besar,kedua roda gigi ini ditempatkan pada

ujung sebelah dalam dari poros roda, roda gigi inilah yang kemudian

menggerakkan poros roda penggerak.

Seperti uraian pada bab sebelumnya, empat buah roda gigi yang

disebut terahakir ditempatkan didalam rumah differensial (differensial &ase)

yang melakukan fungsi differensial.

oda gigi differensial menerusakan torsi dan putaran dari ring

gearmenuju roda penggerak, maka besarnya beban puntir unit differesial

sama dengan besarnya torsi ring gear, sehingga untuk memperhitungkan

kekuatan keempat roda gigi differensial didasarkan pada pembebanan

maksimum yang dipindahkan dari ring gearke unit roda gigi differensial.

ari hasil perhitungan didapat, pembebanan maksimum ring gear:

$. orsi maksimum () = 06!,%6% kg.m

0. *utaran ring gear (n) = $6,& rpm

3.,. Perhitungan Untu* Pa!angan Rda Gigi Diren!ia

3.,.1. Perhitungan Pr)r!i Rda Gigi Dieren!ia

imensi atau ukuran yang digunakan dalam perencanaan dan

perhitungan roda gigi kerucut untuk differensial diambil menurut spesifikasi,

yaitu sebagai berikut :

$. Sudut poros () = %

0. Sistem gigi = 0%(sudut tekan standart)

. Bentuk gigi = inIolut


19/44


20/44

do0 = A0. m

= $" .

= 6"mm

Pan!ang #i#i kerucut$ R/ 0

=sin0

do

Sehingga :

$= &,&sin.0-%

= &$, mm

>nit differensial ini direncanakan roda gigi dengan tinggi gigi

semakin ke ujung atau disebut gigi tirus. alam hal gigi tirus, kepala gigi

pinion dibuat lebih tinggi daripada kepala roda gigi besar sehingga dalam

perencanaan ini digunakan roda gigi dengan perubahan kepala. imana

koefisien perubahan kepala masing-masing :

J$= %,"

0

0

$$

1

1

Sehingga :

J$= %,"

0

$"$%$

= %,%"

J0 = -J$

= -%,%"

$inggi kepala$ hk/ 0

"$


21/44

hk= ($ D J) . m

Sehingga :

hk$= ($ D %,%") .

= ,0" mm

hk0 = ($ E %,%") .

= &,! mm

$inggi kaki$ h% 0

hf = ($ - J) . m D 2k

engan :

2k = kelonggaran puncak

>ntuk roda gigi kerucut, m2k .$66,%= , maka :

2k = %,$66 .

= $,$06 mm

Sehingga :

hf$ = ($ - %,%") . D $,$06

= ,666 mm

hf0 = ($ D %,%") . D $,$06

= !,6 mm

$inggi gigi$ H/ 0

4 = 0m D 2k

= (0 . ) D $,$06

= $,$06 mm

"udut kepala$ */ 0

"0


22/44

k = tan

-$

$

hk

sehingga :

k$ = tan-$

-,&$

0",-

= ,6

k0 = tan-$

-,&$

!-,&

= ,!

"udut kaki$ %/ 0

f = tan-$

$

hf

Sehingga :

f$ = tan-$

6,&$

666,-

= !,

f0 = tan-$

"

$",-

= 6,$

"udut kerucut kepala$ k/ 0

k $ = $D k$

= &,&D ,6

= "0,"0

"


23/44

k 0 = 0D k0

= &","!D ,!

= %,6"

"udut kerucut kaki$ %/ 0

f = - f

Sehingga :

f$ = $- f$

= &,&- !,= 0!,

f0 = 0- f0

= &","!- 6,$= ","

Diameter lingkaran kepala$ dk/0

dk = doD 0 hkcos

sehingga :

dk$ = do$D 0 hk $cos $

= % D (0 . ,0" . cos &,&)

= !%,$& mm

dk0 = do0D 0 hk 0cos 0

= 6" D (0 . &,! . cos &","!)

= %, mm

&arak dari punak kerucut #ampai puncak luar gigi, (' :

J =

0

do- hksin

""


24/44

maka :

J$ =

0

0do- hk 1sin $

=

0

6"- ,0" sin &,&= 6,! mm

J0=

0

$do- hk sin 0

=

0

-%- &,! sin &","!= 0&,$ mm

lebar gigi, b/ 0

Sesuai dengan ketentuan, bahHa lebar sisi gigi sebaliknya diambil

tidak lebih dari $F sisi kerucut atau kurang dari $% kali modul pada ujung

luar.

5aka :

b

$

dengan mengambil nilai terbeasar maka diperoleh :

b=

$. &$,

= $!,0 mm

Diameter rata-rata pada pertengahan lebar gigi, dm/ 0

dm= d%E b sin

dengan :

"&


25/44

d%= iameter jarak bagi, dalam hal ini digunakan diameter jarak bagi side

gear (= 6" mm)

b =


26/44


27/44

$. /ekerasan permukaan = 0& 4B

0. egangan lentur yang diijinkan = 00,! kg'mm

. egangan kontak yang diijinkan = $6 kg'mm

3.,.3. Perhitungan 2e*uatan Rda Gigi

Perhitungan lenturan

oda gigi dapat mengalami kerusakan berupa gigi patah, aus atau

berlubang-lubang (bopeng) permukaannya, atau tergores permukaannya.

Sehingga kekuatan gigi terhadap lenturan sangat penting untuk diperhatikan.

egangan lentur yang terjadi saat roda gigi bekerja (b) adalah :

b=-F0bh

l,t

h0F(l) = m.-

,t=v

Pd.$%0

=-,"

$&,--.$%0

= $%," kg

sehingga :

b=m-b

,t..

dengan :

b =


28/44

Sebuah unit roda gigi differensial memiliki 0 pasang roda gigi yang

saling berkaitan dan memiliki " daerah kontak antara keempat roda giginya,

sehingga tiap roda gigi pinion mengalami $F0 dari gaya tangensial yang

bekerja, setiappinion gearmenyalurkan gaya tersebut ke roda gigi samping

(side gear) bagian kanan dan kiri.

ari pengertian tersebut diatas, maka besarnya gaya tangensial yang

dialami pada setiap daerah kontak adalah :

,t3="

t,

="

",$-%

= "%,$ kg

egangan lentur yang terjadi, (b) :

Untu*pinion gear

b=-.0%$,%.0,$!

$,"%

= $,"% kg'mm

Untu* ring gear

b= -.0!-,%.0,$!

$,"%

= $$," kg'mm

Perhitungan beban permukaan

oda gigi akan mengalami keausan atau menjadi bopeng dengan

cepat apabila tekanan sesama permukaan gigi terlalu besar. engan

demikian tekanan yang dikenakan pada permukaan roda gigi, atau kapasitas

"


29/44

pembebanan permukaan harus dibatasi. Besarnya tekanan yang timbul pada

permukaan roda gigi ()), adalah :

4=

0

sin..

)cosF($!&,%

0$

0$

m

ZZ

ZZb

/,t

+

dengan0

,t = ?aya tangensial yang bekerja pada setiap daerah kontak

=


30/44

*oros drivepinionmerupakan satu elemen dengan drive pinion gear,

sehingga untuk perencanaan diambil bahan yang sama dengan bahan yang

digunakan untuk drive pinionyaitu $62r+i6 yang kekuatan tariknya (b)

adalah $"0%0'mm(abel $-6) = $"% kg'mm. *orospinion gearmendapat

pembebanan utama berupa torsi dan sedikit beban lengkung sehingga

perencanaan dilakukan berdasar pembebanan terbesar yang akan dialami

oleh poros.

ari hasil perhitungan sebelumnya, memperlihatkan torsi maksimum

(Tmak) yang akan dialami oleh poros sebesar &6,666 kg.matau sama dengan

&6666 kg.mm, maka diameter poros, (ds) :

ds=

$

$,&

T2K bt

a

'..($&)

dimana :

Kt = aktor koreksi dari keadaan pembebanan momen puntir. iambil

nilai $,& (*ularso,0%%0)

2b = aktor kemungkinan adanya beban lentur. iambil nilai $,0 (*ularso,

0%%0)

T = orsi maksimum yang akan dibebankan pada poros

a = egangan geser yang diijinkan, yang nilainya $6 K dari batas

kelelahan puntir dan dipengaruhi oleh kekerasan permukaan, bentuk

poros, dan pemberian alur pasak (*ularso, 0%%0)

dari hal-hal tersebut, maka besarnya adapat dihitung dengan :

a= 4 F(Sf1# Sf) '..($)

&$


31/44

$&)7bid, hal 6$)

7bid, hal 6dimana :

Sf1= aktor keamanan, untuk bahan dengan kekuatan yang dijamin

diambil nilai &, (*ularso, 0%%0)

Sf = aktor bentuk poros dan kekerasan permukaan, diambil nilai $,"

(*ularso, 0%%0)

5aka :

a = $"%F(&, # $,")

= $!,6& kg'mm

sehingga diameter poros :

ds =

$

&6666.0,$.&,$$0,$0

$,&

= $,$ mm

0 mm

3.%.'. Peren(anaan S)ine

Spline adalah suatu elemen mesin yang dipakai untuk menetapkan

bagian-bagian mesin dan digunakan untuk meneruskan momen. Spline dapat

digeser secara aksial, sehingga mudah dalam pemasangan.

orsi yang mampu diteruskan oleh spline, (5t) :

5t = ......!&,% mri.hp (kg.mm) '..($!)

engan :

i = 3umlah spline

h = inggi spline

&0


32/44

$!)+iemann. ?., $, 1lemen mesin, 3ilid $, 1rlangga, 2et-0, 3akarta, 4al "!

rm = 3ari-jari rata-rata spline

< = *anjang spline

* = ekanan permukaan

ari abel $-! didapat :

d$ = 0 mm

i = $%

d0 = "% mm

b = & mm

dan

* = $% kg'mm(abel $-, /ekuatan pembebanan permukaan)

*anjang spline diambil 0% mm(menurut spesifikasi)

rm ="

0$ dd + ="

"%0+ = $6 mm

h =0

$0 dd =0

0"%= " mm

orsi yang dapat diteruskan spline :

5t = $6.-.0%.".$%.!&,% kg'mm

= $%6.%%% kg'mm

dari hasil perhitungan diperoleh

( = &6666 kg.mm)


33/44

3.%.3. Perhitungan Dee*!i Puntiran

Besarnya deformasi yang terjadi pada poros pinion sebagai akibat

dati momen puntir yang dibebankan kepada poros tersebut harus dibatasi,

untuk poros yang dipasang pada mesin umum dalam kondisi kerja normal,

besarnya defleksi puntiran dibatasi sampai %,0&atau %,.

efleksi puntiran, (

) :

= ".

..&6"

sd6

.T'..($6)

engan : = 5omen puntir (&6666 kg.mm)

< = *anjang poros ($& mm)

? = 5odulus geser (untuk baja = 6,. $%kg'mm)

ds = iameter poros ("% mm)

maka :

= " "%.$%.,6

$&.&6666.&6"

= %,00


34/44


35/44

= 06!.%6% kg.mm

iameter poros rencana, (ds) :

ds =

$

$,&

T2K bt

a

=

$

06!%6%.%,$.$,$,$

$,&

= ",0 mm

"" mm

3.#.'. Peren(anaan S)ine

*enggunaan spline pada poros penggerak bertujuan untuk

mempermudah dalam pemasangan, karena poros roda pengerak

dihubungakan dengan differensial side gearyang memiliki bentuk

orsi yang dapat diteruskan spline, (5t) :

5t = ......!&,% mri.hP (kg.mm)

engan petunjuk abel $-! dan mengambil diameter poros (ds# = ""mm,

didapat :

i = $%

d0 = &% mm

b = 6 mm

dan

* = $% kg'mm(abel $-, /ekuatan pembebanan permukaan)

*anjang spline (


36/44


37/44

maka :

&06!%6%=t, kg

= &."$, kg

diameter poros rencana, dp= $,& mm

luas bidang geser pada poros,7:

; =

0"

0 d

mm

=

0&,$"

0

mm

= &!, mm

maka tegangan geser yang terjadi, (k) :

k =7

,t kg'mm

=,&!

-,&"$-kg'mm

= ,$ kg'mm

bahan poros dipilih S+25 0& dengan kekuatan tarik 4 = $0% kg'mm

(abel $-6), jika diambil nilai faktor keamanan Sf$= &, dan Sf0= 0 maka

tegangan ijin dari bahan, (a) :

a = ( )0$F x*f*f4 kg'mm

= ( )0-,&F$0% x kg'mm

= $%,! kg'mm

sehingga diperoleh :

&6


38/44

eganagn geser yang terjadi L egngan geser yang diijinkan.

(k = ,$ kg'mm) L (a = $%,! kg'mm)

dari hasil tersebut dapat disimpulkan bahHa ukuran dan bahan porospinion

gearcukup aman dan baik untuk dipakai.

3.5. Peren(anaan Pa!a*

*asak pada unit differensial gear dipasang pada poros roda gigi

pinion di dalam rumah differensial, pasak tersebut dipasang dengan tujuan

untuk menyempurnakan pemasangan poros pinion pada rumah differensial

(differensial &ase).

iameter porospinion gear = $,& mm

*anjang poros = $0$ mm

Bahan yang diambil lebih lunak dari pada poros = S25 0$

5aka ukuran pasak dapat dilihat pada abel $-.

iperoleh nilai :

h = mm

t = mm

l = &% mm

3.6. Pe+iihan Bantaan.

*emakaian banatalan dalam suatu elemen mesin berfungsi untuk

meletakkan poros berbeban, sehingga putaran atau gerakan bolak- baliknya

dapat berlangsung secara halus, aman dan panjang umur. Bantalan harus

cukup kokoh untuk untuk memungkinkan poros atau elemen mesin lainnya

dapat bekerja dengan baik. Bantalan pada poros roda gigi didesain untuk

&


39/44

menerima beban normal yang bekerja pada permukaan roda gigi. Beban

normal yang bekerja pada permukaan roda gigi tersebut terdiri dari beban

aksial dan beban radial.

Sesuai dengan beban yang akan bekerja pada roda gigi differensial,

maka bantalan dipilih adalah bantalan gelinding rol kerucut dengan baris

tunggal (abel $-$%), dengan karakteristik :

$. Beban radial yang dapat ditahan = Berat

0. Beban aksial yang dapat ditahan = Berat

. *utaran = Sedang

". /etahanan terhadap tumbukan = inggi

&. ?esekan = inggi

. /etelitian = inggi

>nit roda gigi differensial ini direncanakan memiliki empat buah bantalan

yang terdiri dari :

$. ua buah (satu pasang) bantalan yang dipasang pada porospinion gear.

0. ua buah (satu pasang) bantalan yang dipasang pada rumah differensial.

3.6.1. Bantaan Untu* Pr! Rda Gigi Pinin.

Bantalan untuk poros roda gigi pinion dipilih berdasarkan diameter

poros dan diambil dari ukuran standart yang terdapat pada katalog bantalan

(abel $-$$). >kuran-ukuran utama bantalan gelinding meliputi : diameter

lubang, diameter luar, lebar dan lengkungan sudut.

ari hasil perhitungan sebelumnya diperoleh diameter poros pinion

minimal (dmin) = 0 mm, dan pada poros tersebut direncanakan memiliki

%


40/44

spline yang diameter luarnya (d) = "% mm. Sehingga untuk pemilihan

bantalan, diameter poros direncanakan (d) = "% mm. Sesuai abel $-$$

diperoleh :

+omor bantalan = 0%6

= % mm

= &,0& mm

B = mm

b = 0! mm

aktor beban aksial :

C$ = $,!

C% = %,&

/onstanta e = %,&

/apasitas nominal dinamis spesifik (c) = 6$&% kg

/apasitas nominal statis spesifik = !%%% kg

Setelah didapat ukuran dari bantalan, kita juga dapat menetukan umur

bantalan yang didasarkan pada data-data dari perhitungan sebelumnya. ata-

data tersebut antara lain :

*utaran (n$) : 0,6$pm

5omen *untir ( ) : &6.666Kg.mm

iameter driIe pinion (d$) : "6 mm

iameter rata-rata driIe pinion : "% mm

=0

md

$


41/44

a t

r

=0

"%

= 0% mm

t =$

T

=0%

&6666

= 0""," kg

5aka :

a = t sin

= 0""," sin $$,o

= &0,%&Kg

r = t cos

= 0""," cos $$,o

= 066",0 kg

*o =%o.,r 8 -o.,a

= (%,&) (066",0) D (%,&) (%,&) (&0,%&)

= 0%$0 kg

Beban yang diterima masing-masing bantalan :

0

?ambar ;rah bebanaksial dan radial


42/44


43/44

b = 0 mm

aktor beban aksial :

C$ = $,!

C% = %,&

/onstanta e = %,&

/apasitas nominal dinamis spesifik (c) = $$%% kg

/apasitas nominal statis spesifik = &% kg

Setelah didapat ukuran dari bantalan, kita juga dapat menetukan

umur bantalan yang didasarkan pada torsi maksimum pada rumah

differensial, dari perhitungan sebelumnya diperoleh :

*utaran (n$) = $6,&$pm

5omen *untir ( ) = 06!%6%Kg.mm

=0

md

=0

$&

= !,& mm

t =$

T

=&,!

06!%6%

= 0""," kg

a = t sin

= 0""," sin !6,"

o

"


44/44

= 066", kg

r = t cos

= 0""," cos !6,"o

= &0,$ kg

Beban ekiIalen dinamis :

*o = (%,&) (&0,$) D (%,&) (066",)

= %,$ kg

Beban yang diterima masing-masing bantalan :

* =0

op

=0

$,%-

= $&$6,%& kg

< =

$%

P

2

=

$%

%&,$&$6

$$%%

= &, juta putaran

lh =xn

.

-%

.$%-

=&,$6-%

,&-$%-

x

x

= 6".$% jam

&

BAB III.doc diferensial

Documents

Transcript of BAB III.doc diferensial