laporan transmisi

Tugas Rancangan Elemen Mesin

Transmisi Datsun Go Panca

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Sehubungan dengan pekembangan ilmu pengetahuan dan teknologi, sistem

transmisi juga mengalami kemajuan yang sangat cepat. Dimana saat pertama kali

digunakan sistim transmisi masih sangat sederhana, kondisi tersebut juga berbeda

dengan sekarang dimana sistem yang digunakan sudah sangat maju

perkembangannya.

Komponen-komponen yang digunakan pada sistem transmisi sangat

komplek dan sangat rumit. Walaupun prinsip dasarnya tidak jauh berbeda dengan

terdahulu. Hal ini tercipta sesuai dengan tujuan adanya teknologi itu sendiri, yaitu

untuk meringankan aktivitas individu yang mengoperasikan alat tersebut.

Transmisi yang jumlah dan tingkat pemakaiannya telah menempati posisi

terpenting disegala bidang diantaranya : industri mesin jahit, industri mesin foto

copy, industri mesin tik listrik, industri computer, dan masih banyak yang lainnya.

Selain itu jarak terlalu jauh antara dua buah poros sering tidak memungkinkan

transmisi langsung digunakan. Dalam hal ini dapat dipakai beberapa macam

transmisi sesuai dengan kebutuhan kita, diantaranya :

a. Transmisi sabuk V

b. Transmisi sabuk gilir

c. Transmisi rantai roda

d. Transmisi rantai gigi

e. Transmisi roda gigi

Masing-masing transmisi mempunyai keuntungan dan kerugian sendiri.

Mengingat daya atau putaran yang akan diteruskan. Selain itu transmisi yang

digunakan dapat meneruskan putaran dengan perbandingan yang tepat pada jarak

sumbu poros yang baik dan benar.

Nurul Fajri Rahmat | 1010017211032 1



1.2 Batasan Masalah

Transmisi yang dirancang ulang adalah jenis dari transmisi Datsun Go

Panca

Rancangan yang dilakukan adalah sejenis rancangan ulang, jadi bukan

semata dari yang aslinya.

Transmisi yang digunakan dalam perancangan ulang Datsun Go Panca

adalah transmisi roda gigi sebagai perantara untuk meneruskan putaran

yang ada.

1.3 Tujuan Penulisan

Tujuan penulisan perancangan ini adalah melaksanakan kurikulum yang

berlaku dimana setiap mahasiswa teknik mesin diwajibkan untuk merancang

ulang suatu transmisi kendaraan yang berkaitan dengan mata kuliah Elemen

Mesin I, dan II

Kemudian mahasiswa dituntut untuk mengerti fungsi dan kegunaan baik

secara umum maupun khusus, agar dapat membandingkan secara nyata teori yang

didapat dengan materi yang ada di lapangan. Dengan demikian mahasiswa dapat

mengembangkan ilmu yang didapat dengan mengaplikasikannya pada

perancangan ulang transmisi.

1.4 Metodologi Perancangan

Dalam perancangan ini metode yang digunakan adalah dengan

menggunakan beberapa metode diantaranya adalah :

a. Survey lapangan

b. Wawancara, pendekatan dengan mekanik bengkel dan berkonsultasi

dengan pembimbing untuk mendapatkan data dan perhitungan Buku

referensi, diambil dari berbagai buku yang menyangkut Elemen Mesin

I, dan II.




c. Bahan perkuliahan Elemen Mesin I, II.

Selain metode di atas yang digunakan penulis, penulis juga melakukan

pendekatan terhadap senior yang telah menyelesaikan tugas

Perancangan Transmisi ini. Sehingga dalam perancangan ini peran dari

temen-teman sangat membantu.

1.5 Sistematika Penulisan

Bab I Pendahuluan

Latar belakang, batasan masalah, tujuan penulisan, metodologi

perancangan dan sistematika penulisan.

Bab II Teori Dasar Perancangan

Teori dasar, macam-macam transmisi yang dirancang dan persamaan-

persamaan yang menyangkut perhitungan perancangan.

Bab III Perancangan Roda Gigi

Perancangan dan perhitungan-perhitungan transmisi pada roda gigi

yang akan dirancang.

Bab IV Hasil dan Pembahasan

Tabel yang menyangkut roda gigi dan tabel analisa

Bab V Kesimpulan dan Saran

Kesimpulam dan saran

Daftar pustaka

Lampiran




BAB II

TEORI DASAR

2.1 Pengertian

Roda gigi merupakan suatu roda gesek yang dibuat bergigi pada

kelilingnya. Gunanya untuk penerusan daya yang sangat besar dan putaran yang

tepat. Roda gigi ini dapat berbentuk silinder atau pun kerucut.

Karena putaran lebih tinggi dan tepat serta daya yang besar, juga di segi

ketelitian yang lebih besar dalam pembuatan, pematangan maupun

pemeliharaannya dibandingkan transmisi yang lain seperti sabuk atau rantai.

Jadi jelaslah bahwa roda gigi berguna untuk mentransmisikan daya awal

ke selanjutnya dengan putarn roda gigi tadi.

2.2 Klasifikasi Roda Gigi

Pemakaian roda gigi dalam bidang teknologi pemesinan menduduki

tempat yang sangat penting sebagai sarana untuk mentransmisikan daya. Roda

gigi memiliki banyak keuntungan dibandingkan dengan transmisi jenis yang

lainnya, roda gigi banyak digunakan pada mesin-mesin yang mikro seperti jam

tangan sampai alat yang makro seperti alat reduksi pada turbin.

Letak Poros roda Gigi keterangan

Atas dasar alur gigi

Roda gigi dengan poros

sejajar

Roda gigi luar

Batang gigi dan pinyon (e)

Batang gigi dalam dan

pinyon (d)

Arah putaran

berlawanan lurus

dan berputar. Arah

putaran sama





perpotongan

Roda gigi kerucut lurus (s)

Roda gigi kerucut spiral

(g)

Roda gigi kerucut zerol

Roda gigi kerucut miring

Roda gigi kerucut miring

ganda

Klasifikasi atas dasar

bentuk jalur gigi

Roda gigi permukaan

dengan poros perpotongan

(h)

Roda gigi dengan

poros berpotongan

bentuk istimewa


silang

Roda gigi miring silang (i)

Batang gigi miring silang

Kontak titik gerakan

lurus & berputar

Roda gigi cacing silinder

(J)

Roda gigi cacing selubung

ganda

Roda gigi cacing samping

Roda gigi hyperboloid

Roda gigi hipoid (e)

Roda gigi permakan silang

Adapun ukurannya dinyatakan dengan diameter lingkaran jarak bagi, yaitu

lingkaran khayal yang menggelinding tanpa slip. Ukuran gigi dinyatakan dengan

“jarak bagi lingkar”, yaitu jarak sepanjang lingkaran jarak bagi antara profil dua

gigi yang berdekatan.




Pada dasarnya roda gigi dapat diklasifikasikan dalam beberapa type, yaitu:

1. Roda gigi dengan poros sejajar

Roda gigi dengan poros sejajar adalah roda gigi dimana giginya

berjajar pada dua bidang silinder, kedua bidang silinder tersebut

bersinggungan dan yang satu menggelinding pada yang lain dengan sumbu

tetap sejajar.

Roda gigi dengan poros sejajar dapat dibagi lagi, yaitu :

a. Roda gigi lurus

Merupakan roda gigi paling besar dengan jalur gigi yang sejajar

poros

Gambar 2.1 Roda gigi lurus

b. Roda gigi miring

Roda gigi miring mempunyai jalur gigi yang berbentuk ulir

pada silinder jarak bagi. Pada roda gigi miring ini, jumlah pasangan

gigi yang saling membuat kontak serentak adalah lebih besar dari pada

roda gigi lurus, sehingga pemindahan momen atau putaran melalui

gigi-gigi tersebut dapat berlangsung dengan halus. Sifat ini sangat baik

untuk mentransmisikan putaran tinggi dan beban besar. Namun roda

gigi miring memerlukan bantalan aksial dan kotak roda gigi yang lebih

kokoh, karena jalur gigi yang berbentuk ulir tersebut menimbulkan

gaya reaksi yang sejajar dengan poros. Roda gigi miring ini bisa




berbentuk ganda, dengan roda gigi ini, perbandingan reduksi,

kecepatan keliling, dan daya yang diteruskan dapat diperbesar, tetapi

pembuatannya sukar.

2. Roda gigi dengan poros berpotongan

Roda gigi dengan poros berpotongan yaitu dua roda gigi atau lebih

yang saling bertautan dengan memiliki sumbu poros yang saling

berpotongan. Roda gigi ini terdiri dari :

a. Roda gigi kerucut

Roda gigi kerucut memiliki gigi yang lurus, adalah yang paling

mudah dibuat dan paling sering dipakai. Tetapi roda gigi ini sangat

berisik karena perbandingan kontaknya yang sangat kecil, juga

konstruksinya tidak memungkinkan pemasangan bantalan pada kedua

ujung porosnya.

Gambar 2.2 Roda gigi kerucut

3. Roda gigi dengan poros silang

Dalam golongan roda gigi dengan poros silang terdapat roda gigi

miring silang, roda gigi cacing, roda gigi hipoid.

a. Roda gigi cacing

Roda gigi ini mempunyai cacing berbentuk silinder dan lebih

umum dipakai. Tetapi untuk beban besar, roda gigi cacing globoid

dengan perbandingan kontak yang lebih besar dapat dipergunakan.




Gambar 2.3 Roda gigi cacing

b. Roda gigi hipoid

Roda gigi hipoid adalah seperti yang dipakai pada roda gigi

diferensial otomobil. Roda gigi ini mempunyai jalur gigi berbentuk

spiral pada bidang kerucut yang sumbunya bersilang, dan pemindahan

gaya pada permukaan gigi berlangsung secara meluncur dan

menggelinding.

Gambar 2.4 Roda gigi hipoid

Roda-roda gigi yang telah disebutkan di atas semuanya mempunyai

perbandingan kecepatan sudut tetap antara kedua poros. Tetapi disamping itu

terdapat pula roda gigi yang perbandingan kecepatan sudutnya dapat bervariasi,

seperti misalnya roda gigi eksentris, roda gigi bukan lingkaran, roda gigi lonjong

seperti pada meteran air, dll. Ada pula roda gigi dengan putaran yang terputus-

putus dan roda gigi Geneva, yang dipakai misalnya untuk menggerakkan film

pada proyektor bioskop.

Dalam teori roda gigi pada umumnya dianut anggapan bahwa roda gigi

merupakan benda kaku yang hampir tidak mengalami perubahan bentuk untuk

jangka waktu lama. Namun pada apa yang disebut transmisi harmonis,

dipergunakan gabungan roda gigi yang bekerja dengan deformasi elastis dan tanpa

deformasi.

2.3 Cara Kerja Transmisi




Transmisi berfungsi untuk mendapatkan tenaga atau daya dan perputaran

yang diinginkan agar daya dan kecepatan seimbang pada sebuah kendaraan.

Pada penggunaan mula – mula ditekankan pada kopling sepenuhnya pada

saat pemindahannya atau menukar gigi transmisi, kemudian kopling dilepaskan

perlahan – lahan menurut petunjuk penukaran gigi untuk kecepatan.

Contoh :

- Gigi 1 ke 2 = kecepatan 20 km / jam




Gambar 2.5. Skema Posisi Gigi

Cara kerja dalam susunan roda gigi:

a. Posisi pada kecepatan 1

Roda gigi A mendapat putaran mesin lalu diteruskan ke K dan

kemudian diteruskan ke F kemudian dilanjutkan ke B.

b. Posisi pada kecepatan 2

Roda gigi A mendapat putaran mesin lalu diteruskan ke K dan

kemudian diteruskan ke G kemudian dilanjutkan ke C.

c Posisi pada kecepatan 3

Putaran dari mesin diterima A lalu diteruskan ke K sampai ke H dan

terakhir di D.


1

2

n

3

4

n

5

R



d. Posisi pada kecepatan 4

Putaran dari mesin diterima A lalu diteruskan ke K sampai ke I dan

terakhir di E.

e. Posisi pada kecepatan 5

Putaran dari mesin diterima A lalu diteruskan ke K langsung ke

poros output hingga sampai ke F dengan poros kerja khusus.

d. Posisi pada reserve ( R )

Roda gigi A mendapat putaran dari mesin lalu dipindahkan ke K dan

dilanjutkan ke B dan diteruskan ke K pada poros reserve ( R ) idle gear

sampai berakhir di E.

Keterangan posisi kecepatan diatas :

A = Roda gigi pemindah utama

B = Roda gigi 1 pada poros output

C = Roda gigi 2 pada poros output

D = Roda gigi 3 pada poros output

E = Roda gigi 4 pada poros output

F = Roda gigi 5 pada poros output

G = Roda gigi 1 pada poros counter

H = Roda gigi 2 pada poros counter

I = Roda gigi 3 pada poros counter

J = Roda gigi 4 pada poros counter

K = Roda gigi reserve ( R ) pada poros counter

L = Roda gigi reserve ( R ) pada poros counter

M = Roda gigi penerima utama

2.4. Gagasan Dalam Perancangan Roda Gigi

Roda gigi berfungsi mentransmisikan daya besar dan putaran yang

tepat dengan demikian transmisi roda gigi mempunyai keunggulan dibandingkan

dengan transmisi sabuk maupun rantai, Karena roda gigi lebih singkat, putaran




lebih tinggi, tepat dan daya lebih besar, dipilih roda gigi karena memerlukan

ketelitian yang besar dalam pembuatan, pemasangan maupun pemeliharaan.

Pada perencanaan ini terdapat dua jenis roda gigi yaitu :

Roda gigi lurus

Roda gigi miring

2.5. Persamaan Dasar Untuk Perancangan

2.5.1. Roda Gigi

Roda gigi memindahkan momen melalui kontak luncur melalui permukaan

gigi yang berpasangan. Kecepatan sudut kedua roda gigi tetap di jaga. Untuk

perbandingan tetap dari kecepatan sudut kedua roda gigi digunakan kurva involute

atau evolusi.

Kurva involute seperti gambar, dua roda gigi yang berpasangan titik

kontak antara profil gigi pinyon dan roda gigi bergerak sepanjang garis yang

berpasangan, ditarik menyinggung garis sumbu 0,02 seperti pada gambar garis

singgung disebut garis katan atau garis tekanan.

Keliling lingkaran dasar dibagi oleh jumlah gigi tanpa memberi sisa.

Rumus jarak Te ( mm ) antara dua kurva yang berdekatan disebut jarak bagi

normal.

Analisa:

=

=

Untuk pembebanan maksimum ½ h

=

Untuk tinggi h

=




Ft =

Beban yang diberikan berdasarkan dimensi gigi.

Fv = max . b a . m . y

Dimana:

b = lebar gigi

m = modul

y = faktor bentuk gigi

Te =

Dimana:

dg = diameter lingkaran dasar ( mm )

z = jumlah gigi

dg = d cos

Dimana :

d = lingkaran jarak bagi ( mm )

= sudut kemiringan garis tekanan

Sehingga :

1. Helix angle ( ) = 20 to 4 r

2. Adendum ( tinggi kepala ) = 0,8 m

3. Pedendum ( tinggi kaki ) = 1 m

4. Minimum total depth = 1,8 minister

5. Thienes Clerence = 1,5708 m

6. Minimum clearence = 0,2 m

Empat hal yang perlu diperhatikan pada roda gigi yang lurus involute :

1. Tidak mengalami pemotongan bawah.

2. Perbandingan kontak dipilih hebat.

3. Luncuran spesifik harga ditetapkan dengan baik.

4. Putaran harus diletakkan dalam arah yang berlawanan.

a. Metoda Dasar Perhitungan




Daya yang ditransmisikan

Pd = P . fc

Lebar gigi

b =

Jumlah gigi yang ekivalen

Zp =

Faktor bentuk gigi

Y =

Diambil bentuk profil 30 fall depth involute system.

Kecepatan keliling

V=

Gaya tangensial

Wt = Cs

Dimana:

V = kecepatan keliling ( m / min )

Pd = daya yang ditransmisikan ( Hp )

Cs = faktor servis

Wt = gaya tangensial ( kg )

Faktor kecepatan

CV=

Persamaan lewit

Wt = ( fo cv ) b . π. m . y




Dimana:

( Fo = nilai tegangan statis besar ( kg / km2 )

Diameter gigi

Dp = Zp x m

Momen puntir

Mp = 9,74 105 .

Dimana:Mp = momen puntir ( kg . mm )Pd = daya yang ditransmisikan ( kw )N1 = pusaran poros ( rpm )

Gambar 2.7. Sketsa transmisi Datun Go Panca

2.6. Poros

Poros merupakan salah satu bagian yang terpenting bagi setiap mesin dan

poros ini mempunyai peranan penting dalam transmisi. Pada umumnya poros


54

32

1

5

43

21



mesin dibuat dari baja yang ditarik dingin dan difinish. Baja karbon konstruksi

mesin ( disebut bahan S-C ) yang dihasilkan dari ingot yang Cill ( baja yang

dioksidasi dari ferro silicon dan di cor ). Jika Pada daya nominal output dari motor

penggerak, maka berbagai macam faktor keamanan besarnya dapat diambil dalam

perencanaan, sehingga koreksi pertama dapat diambil dalam perencanaan,

sehingga koreksi pertama dapat diambil kecil. Jika faktor koreksi adalah fc, maka

daya rencana pada ( kw ) sebagai patokan adalah :

Pd = fc . P ( kw )

Jika daya yang diambil dalam daya kuda ( HP ), maka harus dikalikan

dengan 0,746 untuk mendapatkan daya dalam kw. Jika momen puntir ( momen

rencana ) adalah T ( kg.mm ) maka:

T = 9,74.105.

Bila momen rencana T ( kg.mm ) dibebankan pada suatu diameter poros,

ds ( mm ) maka tegangan geser ( a ):

Faktor keamanan untuk bahan Sf1 = 6,0 dan untuk bahan Sf2 = 1,4 dan S55

C-D = dengan kekuatan tarik 72 Kg/mm 2 ( a ).

a = b / ( sf1 . sf2 )

dimana :

b = kekuatan tarik bahan ( kg / mm2 )

Keadaan momen puntir itu sendiri juga harus ditinjau factor koreksi yang

dianjurkan oleh ASME, juga dipakai disini. Faktor ini dinyatakan dengan Kt

dipilih 1,0 jika beban dikenakan kejutan besar.

Jika pemakaian dengan bahan lentur maka dapat dipertimbangkan faktor

cb yang berharga 1,2 sampai 2,3 dan jika tiada beban lentur maka cb = 1,0.

Maka diameter poros ds ( mm ) dapat dihitung:

ds =

Maka tegangan geser ( τ )




τ =

d

Gambar 2.6 Poros

2.7. Bantalan

Bantalan adalah suatu elemen mesin yang mampu mempunyai poros

berbeban. Sehingga putaran berlangsung secara halus aman dan panjang umur

pemakaiannya.

d D

Gambar 2.7 Bantalan

Hal yang penting dalam perencanaan bantalan :

Jika beban bantalan dan putaran poros diberikan, pertama perlu diperiksa

apakah perlu dikoreksi, selanjutnya tentukan beban rencana dan pilihlah beban

bantalan. Kemudian tentukan yang diizinkan, bantalan yang digunakan transmisi

roda gigi umumnya adalah bantalan gelinding. Bantalan gelinding mempunyai

keuntungan yaitu dari segi gesekkan yang sangat kecil dibandingkan bantalan




luncur. Berdasarkan perhitungan bahan maksimal terjadi pada roda gigi dua

dengan sudut = 20 maka pada sikap dua :

Gaya aksial yang terjadi :

Fa = ft . tg

Dimana:

= sudut tekan antara 20

Ft = Gaya tangentsial

Gaya radial yang terjadi ( Fr ):

Fr = Ft . tg

Perbandinga Ft/Fa = 1, karena kapasitas nominal dinamis ( Co ) Belum

diketahui, Maka :

Ft/Co = 0,56

Co = Ft/0,56

Fa/Co = 0,56

Co = Fa/0,56

Faktor kecepatan Fn untuk bantalan bola :

Fn =

Dimana:

C = beban nominal dinamis spesifik

Pr = beban ekivalen

Beban ekivalen Pr ( kg ) :

Pr = . V Er + Yfa

Faktor V sama dengan I untuk pembebanan pada cincin dalam yang

berputar, harga x dan y terdapat dalam tabel ( Sularso hal 135 ).

Umur nominal Lh untuk bantalan bola:

Lh = 500 . Fh3




BAB III

PERANCANGAN RODA GIGI

3.1 Perancangan Roda Gigi

Pada perancangan ini daya yang ditransmisikan sebesar 68 dan

perancangan menggunakan persamaan :

Pd = P . fc

Dimana : fc merupakan faktor koreksi yang bernilai 1,2

(Tabel. 1.6 Buku Sularso hal 7 )

Maka didapat :

Pd = P . fc

= 68 hp.1,2

= 81,6 hp . 0,735 = 59,976 kW

Putaran poros yang digunakan sebesar 6000 rpm

Maka dapat dicari momen rencana sebesar :

Dimana:

N = Putaran (rpm)


9



T = Torsi (N.mm)

P = Daya (w)

81,6 Kw =

T =

= = 0,1 N.mm

3.1.1 Sikap Pertama

Gambar 3.1 Transmisi Pada Sikap Pertama

Roda gigi yang bekerja :

- Roda gigi input ( Z1 ) = 20 gigi ; d = 80 mm

- Roda gigi counter tetap ( Z2 ) = 32 gigi ; d = 128 mm

- Roda gigi counter shaft 1 ( Z6 ) = 15 gigi ; d = 27 mm


1

5 6 7

8

13

2 3 4

1110

12



- Roda gigi counter output 1 ( Z10 ) = 50 gigi ; d = 90 mm

Roda gigi yang bekerja :

5

Roda gigi input shaft ( Z1 )

Sudut helik yang digunakan adalah 20

Jumlah gigi ekivalen dapat dicari :

= = 24 gigi

Faktor bentuk gigi

=

= 0,116

Lebar gigi dapat dicari :

=

= 9,9 m = 9,9 x 4 mm/gigi = 39,6 mm/gigi

Kecepatan keliling diperoleh dengan persamaan :




=

Beban tangensial dapat dicari dengan persamaan :

= = 17,91 Kg

Faktor kecepatan dapat dicari dengan menggunakan persamaan:

=

= 0,109 rpm

Diameter gigi dapat dicari :

Dp= Ze . m

= 24 . 4

= 96 mm

Roda gigi counter shaft pemindah tetap ( Z2 )

Jumlah gigi ekivalen dapat dicari :

= = 38 gigi

Faktor bentuk gigi:

= = 0,13





=

= 9,9.4 = 39,6 mm/gigi


=


= = 11,29Kg


=

= 0,09 rpm


Dp= Ze . m

= 38 . 4

= 152 mm

Roda gigi counter shaft 1 ( Z6 )




= = 18 gigi

Faktor bentuk gigi:

= = 0,1


=

= 9,9.1.8 = 17,82 mm/gigi


=


= = 53,06Kg


=

= 0,17 rpm





Dp= Ze . m

= 15 . 1,8

= 27 mm

Roda gigi shaft output ( Z10 )

= = 60 gigi

Faktor bentuk gigi:

= = 0,14


=

= 9,9.1.8 = 17,82 mm/gigi


=





= = 15,92 Kg


=

= 0,1 rpm


Dp= Ze . m = 60 . 1,8 = 108 mm

3.1.2 Sikap Kedua

Gambar 3.2 Transmisi Pada Sikap Kedua

Roda gigi yang bekerja





1

56 7

8

1213

2 3 4

910

11




No Z Ze

(gigi)

Y M

(mm/gigi)

B

(mm/gigi)

Dp

(mm)

V

(rpm)

Wt

(Kg)

Cv

(rpm)

1

2

3

4

Z1

Z2

Z5

Z11

24

38

28

26

0,116

0,13

0,032

0,119

4

4

3

3

39,6

39,6

29,7

29,7

96

152

84

78

13188

24115

12434

13565

20,46

11,19

21,71

19,9

0,12

0,09

0,12

0,11

3.1.3 Sikap Ketiga

Gambar 3.3 Transmisi pada sikap ketiga




1 13

12 11

9

7

8

10

65432






No Z Ze

(gigi)

Y m

(mm/gigi)

B

(mm/gigi)

Dp

(mm)

V

(rpm)

Wt

(Kg)

Cv

(rpm)

1

2

3

4

Z1

Z2

Z4

Z12

24

38

35

30

0,116

0,13

0,128

0,124

4

4

3

3

39,6

39,6

29,7

29,7

96

152

105

90

15072

24115

16391

14130

17,91

11,19

16,47

19,1

0,12

0,09

0,1

0,11

3.1.4 Sikap Ke empat

Gambar 3.4 Transmisi Pada Sikap Keempat



1

4 56 7

8

910

111

2

13

2 3







No Z Ze

(gigi)

Y m

(mm/gigi)

B

(mm/gigi)

Dp

(mm)

V

(rpm)

Wt

(Kg)

Cv

(rpm)

1

2

3

4

Z1

Z2

Z3

Z13

24

38

40

29

0,116

0,13

0,131

0,124

4

4

3

3

39,6

39,6

29,7

29,7

96

152

120

87

15072

24115

18651

13565

17,91

11,19

14,47

19,9

0,12

0,09

0,1

0,11

3.1.5 Sikap kelima

Pada posisi kecepatan lima putaran yang di transmisikan sama dengan

putaran mesin 5500 rpm. N input sama dengan N output maka nilai rasio gear ( I )

sama dengan satu.


1

5 6 7

8

911

12

13

243

10



Gambar 3.5 Transmisi Pada Sikap Kelima

No Z Ze

(gigi)

Y M

(mm/gigi)

B

(mm/gigi)

Dp

(mm)

V

(rpm)

Wt

(Kg)

Cv

(rpm)

1

2

Z1

Z2

24

38

0,116

0,13

4

4

39,6

39,6

96

152

15072

24115

17,91

11,19

0,12

0,09

3.1.6 Sikap Mundur

Gambar 3.6 Transmisi pada sikap mundur

Perancangan roda gigi yang bekerja pada sikap ini sama dengan

perancangan roda gigi pada sikap lima. Inersia (I) gear pada sikap ini = 2,88




- Roda gigi pinion (Z7) = 15 gigi ; d = 45 mm

- Roda gigi satu gear ( Z8 ) = 12 gigi ; d = 36 mm

- Roda gigi satu gear ( Z9 ) = 27 gigi ; d = 81 mm

No Z Ze

(gigi

Y m

(mm/

gigi)

b

(mm/

gigi)

Dp

(mm)

V

(rpm)

Wt

(Kg)

Cv

(rpm)


1

6 7

8

9111

213

243

5

10



1

2

3

4

5

Z1

Z2

Z7

Z8

Z9

24

38

18

14

34

0,116

0,13

0,103

0,089

0,494

4

4

3

3

3

39,6

39,6

29,7

29,7

29,7

96

152

54

42

102

15072

24115

8478

6782

15260

17,91

11,19

31,84

39,79

17,69

0,12

0,09

0.14

0.15

0.108

3.2. Perencangan Poros.

Gambar 3.7 poros input

Daya N = 68 Hp

Putaran n = 6000 rpm

3.2.1. Perencangan Poros Utama Counter gear dan Output shaft.

Menentukan daya rencana (Pd):

Pd = P . fc. = 68 HP . 1,2 = 81,6 HP . 0,735 = 59,976 kW.

Menentukan momen puntir (T):

Tegangan geser yang diizinkan (τa):

di mana bahan yang digunakan adalah S 45 C.




Dimana:

σt = 58 kg/mm2 = 580 N/mm2

Sf1 = diambil 6.

Sf2 = diambil 2.

Menentukan diameter poros (d):

Dimana:

Cb = diambil 2,3.

Kt = diambil 1,5.

3.2.1. Perencanaan Poros Out Put

Menentukan daya rencana ( pd )

Pd = p.fc = 68 Hp . 1,2 = 81,6 HP . 0,735 = 59,976 kW

Menentukan momen puntir ( T ) :

T = 9,74 10

Tegangan geser yang diizinkan ( a ) :




dimana bahan yang digunakan S 55 C- D

Dimana:

σt = 706,32 N/mm2

Sf1 = diambil 6.

Sf2 = diambil 2.


Dimana:

Cb = diambil 2,3.

Kt = diambil 1,5.

3.2.2. Perencanaan Poros Reverse.

Menentukan daya rencana (Pd):

Pd = P . fc. = 68 HP . 1,2 = 81,6 HP . 0,735 = 59,976 kW.

Menentukan momen puntir (T):





di mana bahan yang digunakan adalah S 45 C-D.

Dimana:

σt = 80 N/mm2

Sf1 = diambil 6.

Sf2 = diambil 2.


Dimana:

Cb = diambil 2,3.

Kt = diambil 1,5.

3.3. Perancangan Bantalan

3.3.1. Bantalan




Bantalan adalah suatu elemen mesin yang mampu mempunyai poros

berbeban. Sehingga putaran berlangsung secara halus aman dan panjang umur

pemakaiannya.

d D

Gambar 3.8 Bantalan

Berdasarkan analisa perhitungan, bahan maksimum terbesar terjadi pada

roda gigi dua dengan sudut = 20 - 25 ( Helix ) maka pada sikap kedua :

Gaya tangensial ( Ft ):

Ft = 58,36 kg

N = 6000 rpm

Gaya aksial ( Fa ):

Fa = Ft . tg 20

= 58,36 tg 20

= 21,24 kg

Gaya radial ( Fr ):

Fr = Ft . tg 20

= 58,36 tg 20

= 21,24 kg




Perbandingan beban aksial atau radial Fa/Fr = 1, karena kapasitas nominal

dinamis ( Co ) belum diketahui, maka:

Ft/Co = 0,56

Co = 58,36/0,56

= 104,21 kg

Fa/Co = 0,56

= 21,24/104,21

= 0,204 kg

Maka dari tabel didapat:

= 0,56

Y = 1,15

v = 1

Beban ekivalen ( Pr ):

Pr = 0,56 . 1 . 21,24 + 1,15 . 21,24

= 36,32 Kg

Faktor kecepatan ( Fn ):

Fn =

= 0.18 rpm

Faktor umur bantalan ( Fh ):

Faktor umur bantalan adalah asumsi harga dinamis spesifik diambil dari

tabel. Untuk diameter d = 11,59 mm pada poros utama counter gear,dan output




shaft serta diameter d = 10,93 mm pada poros output. Diambil nilai C = 1640 kg

untuk nomor bantalan No. 30302

Maka :

Fh = 0.18 rpm .

= 8,13 rpm

Umur Nominal ( Lh ):

Lh = 500 . (8,13 rpm )3

= 268461,21 Jam

Sedangkan untuk diameter d = 21 mm pada poros reverse dapat diambil

nilai C = 3300 kg untuk nomor bantalan No.30305

Maka :

Fh = 0,18 rpm .

= 16,35 rpm

Umur Nominal ( Lh ):

Lh = 500 . (16,35 rpm )3

= 2187216,7 Jam

Jika kita memilih bantalan yang dapat memberikan umur 500.000 jam dan

4.000.000 jam, maka bantalan diatas dapat digunakan. Jika umur bantalan tidak




mencukupi hasil perencanaan kita maka nomor nominal bantalan harus diganti.

Nomor nominal bantalan dapat dilihat pada tabel pada hal 146 buku Sularso.

3.4. Perencanaan Pasak.

Dari hasil perencanaan poros counter gear diperoleh:

Torsi rata-rata (T) = N mm.

Diameter poros counter gear (d) = 11,59 mm.

Gaya tangensial (F) pada permukaan pasak:

Berdasarkan diameter poros, maka :

b = d / 4 dan h = d / 8.

b = 11,59 mm / 4 = 2,89 mm.

h = 11,59 mm / 8 = 1,45 mm.


Dimana bahan yang digunakan adalah S 45 C.

σt = 58 kg/mm2 = 580 N/mm2

Sf1 = diambil 6, dan Sf2 = diambil 2

Panjang Pasak (L)




BAB IV

HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1 Tabel Daya Dan Momen Rencana

KET HASIL

1. Daya Transmisi 59,976 kW

2. Momen Rencana 9736,104 N.mm

4.2 Tabel Perancangan Roda Gigi Sikap Satu




Roda Gigi Yang Bekerja survey Perancangan

1. Roda gigi input shaft

- Jumlah gigi (Z1)

- Diameter (D)

- Lebar Gigi (b)

2. Roda gigi counter shaft pemindah tetap

- Jumlah gigi (Z2)

- Diameter (D)

- Lebar Gigi (b)

3. Roda gigi 1 counter gear shaft

- Jumlah gigi (Z6)

- Diameter (D)

- Lebar Gigi (b)

4. Roda gigi 1 output shaft

- Jumlah gigi (Z10)

- Diameter (D)

- Lebar Gigi (b)

20

80

20

32

128

20

15

27

16

50

90

16

24

96

39,6

38

152

39,6

18

27

17,82

60

108

17,82

4.3 Tabel Perancangan Roda Gigi Sikap Kedua



- Jumlah gigi (Z1)

- Diameter (D)

- Lebar Gigi (b)


20

70

20

24

96

39.6




- Jumlah gigi (Z2)

- Diameter (D)

- Lebar Gigi (b)


- Jumlah gigi (Z5)

- Diameter (D)

- Lebar Gigi (b)


- Jumlah gigi (Z11)

- Diameter (D)

- Lebar Gigi (b)

32

128

20

22

66

20

24

72

20

38

152

39.6

28

84

29,7

26

78

29,7

4.4 Tabel Perancangan Roda Gigi Sikap Ketiga



- Jumlah gigi (Z1)

- Diameter (D)

- Lebar Gigi (b)


- Jumlah gigi (Z2)

- Diameter (D)

- Lebar Gigi (b)


- Jumlah gigi (Z4)

20

80

20

32

128

20

29

24

96

39,6

38

152

39,6

35




- Diameter (D)

- Lebar Gigi (b)


- Jumlah gigi (Z12)

- Diameter (D)

- Lebar Gigi (b

87

20

25

75

20

105

29,7

30

90

29,7

4.5 Tabel Perancangan Roda Gigi Sikap Keempat



- Jumlah gigi (Z1)

- Diameter (D)

- Lebar Gigi (b)


- Jumlah gigi (Z2)

- Diameter (D

- Lebar Gigi (b)

3. Roda gigi counter gear shaft 4

- Jumlah gigi (Z3)

- Diameter (D)

Lebar Gigi (b)


- Jumlah gigi (Z13)

- Diameter (D)

20

80

20

32

128

20

33

99

20

24

72

24

96

39,6

38

152

39,6

40

120

29,7

29

87




- Lebar Gigi (b) 20 29,7

4.6 Tabel Perancangan Roda Gigi Sikap Kelima



- Jumlah gigi (Z1)

- Diameter (D)

- Lebar Gigi (b)


- Jumlah gigi (Z2)

- Diameter (D)

- Lebar Gigi (b)

20

80

20

32

128

20

24

96

39,6

38

152

39,6

4.7 Tabel Perancangan Roda Gigi Sikap Mundur


1. Roda gigi penggerak utama

- Jumlah gigi (Z1)

- Diameter (D)

- Lebar Gigi (b)

2. Roda gigi pemindah utama

- Jumlah gigi (Z2)

- Diameter (D)

- Lebar Gigi (b)

3. Roda gigi mundur counter shaft

20

80

20

32

128

20

24

96

39,5

38

152

39,6




- Jumlah gigi (Z7)

- Diameter (D)

- Lebar Gigi (b)

4. Roda gigi mundur perantara

- Jumlah gigi (Z8)

- Diameter (D)

- Lebar Gigi (b)

5. Roda gigi mundur output shaft

- Jumlah gigi (Z9)

- Diameter (D)

- Lebar Gigi (b)

15

45

20

12

36

20

27

81

20

18

54

29,7

14

42

29,7

34

102

29,7

4.8 Pembahasan

Dari tabel dapat dilihat perbandingan roda gigi yang sebenarnya dengan

hasil rancangan. Dari hasil tersebut terdapat peerbedaan-perbedaan misalnya:

jumlah gigi dalam survey 20 gigi sedangkan dalam perancangan didapat 24 gigi.

Didalam perancangan ini sangat menyolok perbedaannya adalah hasil

perhitungan diameter dan lebar roda gigi yang mana berharga lebih besar dari data

survey yang didapat.

Secara keseluruhan faktor-faktor lain yang mempengaruhi dalam

perancangan ini adalah :

- Bahan /material yang digunakn

- Faktor koreksi yang diambil

- Modul yang didapat

- Faktor keamanan




- Dan lain-lain

Didalam perancangan didapat hasil diameter roda gigi yang lebih besar,

jadi dapat diasumsikan mempunyai tegangan statik izin yang besar.

Bila material yang mempunyai nilai material /tegangan statik izin yang

kecil maka modul yang didapat akan semakin kecil pula begitu juga sebaliknya.

Makin banyak jumlah gigi maka diameter roda gigi akan semakin besar dengan

modul yang sama dengan persamaan :

D = m . Z

Dari tabel dapat kita lihat perbedaan yang paling menyolok adalah pada

diameter roda gigi dan pada lebar gigi, misalnya :

Pada roda gigi input shaft pada sikap satu

Ini terjadi perbedaan yang cukup besar dari diameter 80 mm didapat

perancangan 96 mm dan lebar gigi 20 mm didapat perancangan 39,6 mm.

Perbedaan tersebut diakibaatkan oleh bebera faktor seperti :

- Pemilihan atau pengambilan faktor koreksi

- Pemilihan material yang digunakan yang sangat mempengaruhi

tegangan statik ijin yang diberikan ( ) ,spt alloy steel – heat

treated

- Faktor bentuk gigi

- Faktor keamanan.

Pada roda gigi output shaft

Disini terjadi perbedaan pada diameter survey yaitu 128 mm sedangkan

perancangan 152 mm dan pada lebar gigi 20 mm sedangkan pada perancangan

39,6 mm. Perbedaan ini diakibatkan oleh :




- Pemilihan material yang digunakan, material yang digunakan

disini adalah forged carbon steel – heat treated yang

mempunyai tegangan statik ijin yang lebih kecil

- Dalam pemilihan faktor koreksi

- Pemilihan faktor bentuk gigi

- Dan lain – lain

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN




5.1. Kesimpulan

Tugas rancangan roda gigi Datsun Go Panca ini dirancang berdasarkan dari

perancang yang berpatokan pada banyak pertimbangan antara lain:

Faktor keamanan

Faktor biaya

Selain itu dari faktor diatas penulis juga merencanakan pembuatan

transmisi roda gigi yang menentukan yaitu :

Daya motor = 68 Hp

Putaran poros = 6000 rpm

Momen rencana = 9736,104 N.mm

I pada sikap pertama = 2,82

I pada sikap kedua = 1,74

I pada sikap ke tiga = 1,37

I pada sikap ke empat = 1,16

I pada sikap ke lima = 1

I pada sikap mundur = 2,88

Dari daya motor dan putaran motor yang sudah didapatkan waktu survey

maka penulis dapat menentukan besaran – besaran yang berhubungan dengan roda

gigi ini diantaranya:

Kecepatan keliling

Beban tangensial

Lebar roda gigi

Faktor bentuk gigi

Factor kecepatan

Diameter gigi

Bahan yang akan dipakai sangat mempengaruhi pada semua ukuran roda

gigi yaitu :




Momen puntir

Putaran

Lebar gigi

Diameter gigi

Seperti yang telah penulis tuturkan sebelumnya bila bahan dengan

kekuatan tinggi dan kualitasnya bagus mempengaruhi biaya barang relatif tinggi

karena selain harga yang lebih tinggi yang akan memerlukan barang lebih murah

dan tidak memikirkan kualitas barang.

Bila bahan yang dirancang dengan kekuatan tinggi dan kekuatan rendah

akan cepat haus dan ini mengakibatkan lebih buruk lagi sehingga barang ini tidak

dapat tahan lama, namun tempat kita akan dipromosikan dinilai buruk oleh para

konsumen.

Jadi faktor keamanan sangat menentukan sekali dalam perencanaan suatu

transmisi roda gigi untuk memproduksi bahan dengan keamanan dalam waktu

pengoperasian.

5.2. Saran - Saran

Khusus bagi penulis sendiri diharapkan agar selalu ada perbaikan–

perbaikan ulang yang akan lebih baik dari yanag telah ada karena akan

memerlukan suatu nilai tersendiri bagi penulis dan perancangan lain jika

menghasilkan rancangan yang sangat baik dengan, perhatikan segala faktor

didalam konstruksi rancangan.

Diharapkan agar terobosan baru yang akan merancang ulang transmisi

roda gigi dengan biaya yang relatif murah dengan mengutamakan faktor

keamanan yang cukup tinggi.




DAFTAR PUSTAKA

Khurni, R.S. J. K. GUPTA. 1982. Machine Design, Eurasia Publishing House

(PVT) L. T. D Ram Nagar New Delhi.110055.

Materi – materi Kuliah Elemen Mesin I, II, III.

Sularso – Kiyokatsu Suga. 1978.Dasar Perencanaan Elemem Mesin, Jakarta : PT.

Prima Karos Utama Indonesia.


laporan transmisi

Documents

Transcript of laporan transmisi