Penda Hulu An

7/16/2019 Penda Hulu An

http://slidepdf.com/reader/full/penda-hulu-an-5633884ae488b 1/61

BAB I

PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang Perencanaan

Roda Gigi merupakan suatu elemen penting di dalam suatu kontruksi

mesin. Roda Gigi berfungsi untuk merubah putaran baiik dari putaran rendah ke

putaran tinggi ataupun sebaliknya pada kendaraan bermotor untuk mendapatkan

putaran tersebut daya yang diberikan dari mesin kemudian ditransmisikan melalui

poros kemudian poros dihubungkan ke roda gigi menggunakan kopling untuk

meningkatkan putaran.

Untuk dapat mentransmisikan daya yang besar dan putaran yang tinggi

seorang enginer dapat menggunakan roda gesek, untuk itu pada permukaan roda

gesek diberi bergigi yang kemudian dikenal dengan nama roda gigi.

Roda gigi merupakan elemen mesin yang berfungsi untuk mentransmisikan

daya dan putaran dari suatu poros ke poros yang lain dengan rasio kecepatan yang

konstan dan memiliki efisiensi yang tinggi. Untuk di butuhkan ketelitian yang

tinggi dalam pembuatan, pemasangan dan pemeliharaan.

Pengenbangan terbaru dalam system transmisi otomatis diantaranya

automated transmissions (AT) yaitu system transmisi otomatis yang

menggabungkan fitur terbaik manual dan transmisi otomatis. Prinsip AT adalah

menggabungklan fluida torque converter dengan planetary gear set sehingga dapat

mengontrol pergeseran dari planet gigi dengan system control otomatis hidrolis.

Oleh karena itu sangat perlu untuk memahami dan merencanakan suatu

roda gigi yang sesuai digunakan pada sebuah kendaraan bermotor. Maka

berdasarkan hal tersebut tugas rancangan ini dilakukan.

1.2. Tujuan Perencanaan

• Tujuan Umum

Adapun tujuan umum dari sistem roda gigi ini adalah :

• Untuk merendahkan putaran mesin.

• Untuk meredam momen yang timbul pada saat kendaraan berjalan.

1



• Untuk meneruskan putaran dari crank shaft menuju deferensial.

• Tujuan Khusus

Adapun tujuan khusus dari roda gigi ini adalah :

• Agar dapat menghitung tegangan yang terjadi pada roda gigi

• Agar dapat memilih / mengetahui bahan-bahan dan jenis bahan

dalam perencanaan roda gigi.

• Agar dapat menghitung perbandingan putaran pada tiap – tiap roda

gigi.

1.3. Batasan Masalah.

Adapun batasan masalah agar tidak menyimpang dari tujuan perancangan

yang akan di harapkan, penulis perlu membatasi masalah yang akan dihitung dalam

rancangan roda gigi.

Batasan-batasannya adalah :

1. Daya (N) = 109 PS

2. Putaran (n) = 6000 rpm

2



BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

Transmisi roda gigi adalah merupakan satu dari elemen mesin yang

mempunyai peran sangat penting dalam mentransmisikan daya dan putaran dari

suatu motor atau penggerak. Untuk mentransmisikan daya dan putaran yang besar

dengan tetap maka kita menggunakan roda gigi untuk kebutuhan tersebut.

Diluar transmisi diatas ada pula cara lain untuk memindahkan daya,

misalnya dengan sabuk ( belt ) dan rantai ( chain ), tetapi transmisi dengan roda

gigi jauh lebih unggul dibandingdengan sabuk dan rantai, faktor slip pada roda gigi

jauh lebih kecil dan putaran lebih tinggi tepat serta daya yang dipindahkan lebih

besar, walaupun roda gigi mempunyai kelebihan seperti diatas tetapi didalam

industri tidak selalu di pakai roda gigi sebagai alat transmisi karena roda gigi

memerlukan ketelitian yang besar dalam waktu pembuatannya, pemasangannya

maupun waktu pemeliharaannya.

2.1. Fungsi Transmisi :

• Memperbesar momen pada saat momen yang besar diperlukan.

• Memperkecil momen pada saat kendaraan berjalan pada kecepatan tinggi,

mendatar serta memperhalus suara yang terjadi pada kendaraan, hal ini akan

mengurangi pemakaian bahan bakar dan memperkecil suara yang terjadi

pada kendaraan.

• Untuk memundurkan jalanya kendaraan dengan adanya perkaitan gigi-gigi

pada transmisi dikarenakan mesin hanya berputar pada satu arah.

2.2. Komponen-Komponen Transmisi

a. Input Shaft

Berfungsi untuk meneruskan tenaga putaran dari kopling ke transmisi.

b. Output Shaft

Berfungsi untuk meneruskan tenaga putar yang keluar dari transmisi yang

selanjutnya dipindahkan ke propeller shaft.

3



c. Gigi Percepatan (Gear)

Gigi percepatan yang terdapat pada poros output yang berputar terhadap poros

input. Fungsi dari gigi-gigi percepatan ini adalah untuk menetukan gear ratio yang

terjadi pada transmisi yang akan merubah momen yang keluar dari transmisi.

d. Counter Gear dan Shaft

Berfungsi untuk memindahkan tenaga putar dari input shaft ke gigi percepatan.

e. Reserver Idle Gear dan Shaft

Berfungsi untuk merubah arah putaran output shaft sehingga berlawanan dengan

putaran input shaft agar kendaraan berjalan mundur.

2.3. Mekanisme Sincromes

Berfungsi untuk menghubungkan dan memindahkan putaran input shaft melalui

counter gear dan gigi-gigi percepatan dengan mekanisme pengereman.

2.3.1. Mekanisme Sincromes terdiri dari :

a. Clutch Hub

Berfungsi untuk memutarkan output shaft. Clutch Hub berkaitan deengan output

shaft pada alur-alurnya. Sehingga apabila clutch hub berputar maka output shaft

juga turut berputar.

b. Clutch Hub Sleeve

Berfungsi untuk menghubungkan gigi-gigi percepatan dengan clutch hub. Clutch

hub sleeve dapat bergerak maju mundur pada alur bagian luar clutch hub,

sedangkan bagian luar dari clutch hub sleeve berkaitan dengan shift fork.

c. Syncronizer Ring

Berfungsi untuk menyamakan putaran gigi percepatan dan hub sleeve dengan jalanmengadakan pengereman terhadap gigi percepatan ( bagian yang tyrus ) pada saat

shift fork menekan hub sleeve.

d. Shifting Key

Berfungsi meneruskan gaya tekan dari hub sleeve yang selanjutnya diteruskan ke

synchronizer ring agar terjadi pengereman pada bagian yang tirus gigi percepatan.

e. Key Spring

Berfungsi untuk menekan shifting key agar tetap tertekan kearah hub sleeve.

4



f. Interlocking Pins

Berfungsi untuk mencegah shift fork shaft maju bersamaan pada saatmemasukkan

gigi transmisi.

g. Chamber dan Lock Ball ( mekanisme pencegah gigi loncat )

Berfungsi untuk mencegah agar gigi tidak kembali netral ( loncat ) setelah

memasukkan gigi transmisi dimana chamber adalah bentuk dari hub sleeve spline.

2.4. Klasifikasi Roda Gigi

Roda gigi memiliki gigi di sekelilingnya, sehingga penerusan daya dilakukan

oleh gigi - gigi kedua roda yang saling berkait. Roda gigi 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.

Roda gigi harus mempunyai perbandingan kecepatan sudut tetap antara dua

poros. Di samping itu terdapat pula rodagigi yang perbandingan kecepatan

sudutnya dapat bervariasi. Ada pula roda gigi dengan putaran yang terputus-putus.

Dalam teori, roda gigi pada umumnya dianggap sebagai benda kaku yang hampir

tidak mengalami perubahan bentuk dalam jangka waktu lama.

Roda gigi diklasifikasikan sebagai berikut :

Menurut letak poros.

Menurut arah putaran.

5



Menurut bentuk jalur gigi

2.1. Menurut letak poros

Letak poros Roda gigi Keterangan

Roda gigi dengan poros

sejajar

Roda gigi lurus,(a)Roda gigi miring,(b)

Roda gigi miring ganda,©

(Klasifikasi atas dasar bentuk alur gigi)

Roda gigi luar

Roda gigi dalam dan

pinyon,(d)

Batang gigi dan pinyon,(e)

Arah putaran

berlawanan

Arah putaran sama

Gerak lurus &

berputar

Roda gigi dengan poros berpotongan

Roda gigi kerucut lurus,(f)

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 dengan poros

silang

Roda gigi miring silang,(i)

Batang gigi miring silang

Kontak titik

Gerakan lurus dan

berputar

Roda gigi cacing silindris,

(j)

Roda gigi cacing selubung

Ganda (globoid),(k)

Roda gigi cacing samping

Roda gigi hyperboloid

Roda gigi hipoid,(l)

Roda gigi permukaan

silang

Sumber : lit 1, hal 212

a) Roda Gigi Lurus

Roda gigi lurus adalah jenis roda gigi yang dapat mentransmisikan daya dan

putaran antara dua poros yang sejajar, pada roda gigi lurus ini dalam meneruskan

daya dan putaran tidak terjadi gaya aksial.

6



Gbr. 2.4.1.a Roda gigi lurus

b) Roda Gigi Miring

Mempunyai jalur gigi yang berbentuk ulir silindris yang mempunyai jarak

bagi. Jumlah pasang gigi yang saling membuat kontak serentak ( perbandingan

kontak ) adalah lebih besar dari pada gigi lurus, sehingga pemindahan momen atau

putaran melalui gigi-gigi tersebut dapat berlangsung dengan halus. Sifat ini sangat

baik untuk mentransmisikan putaran tinggi dengan beban yang besar.

Gbr. 2.4.1.b Roda gigi miring

c) Roda Gigi Miring Ganda

Gaya aksial yang timbul pada gigi yang mempunyai alur berbentuk alur V

tersebut akan saling memindahkan dengan roda gigi ini. Perbandingan reduksi

kecepatan keliling dan daya yang diteruskan dapat diperbesar tetapi pembuatannya

agak sukar.

7



Gbr. 2.4.1.c Roda gigi miring ganda

d) Roda Gigi Dalam

Dipakai jika menginginkan transmisi dengan ukuran kecil dengan reduksi

yang besar, karena pinyon terletak dalam roda gigi.

Gbr. 2.4.1.d Roda gigi dalam

e) Pinyon dan Batang Gigi

Merupakan dasar propil pahat pembuat gigi. Pasangan antara batang gigi

dan pinyon digunakan untuk merubah gerak putar menjadi lurus atau sebaliknya.

Gbr. 2.4.1.e Pinyon dan batang gigi

8



2.4.2. Roda gigi dengan poros berpotongan

a). Roda Gigi Kerucut Lurus

Adalah roda gigi yang paling mudah dan paling sering digunakan / dipakai,

tetapi sangat berisik karena perbandingan kontaknya yang kecil. Konstruksinya

juga tidak memungkinkan pemasangan bantalan pada kedua ujung porosnya.

Gbr. 2.4.2.f Roda gigi kerucut lurus

b). Roda Gigi Kerucut Spiral

Mempunyai perbandingan kontak yang lebih besar, dapat meneruskan

putaran tinggi dengan beban besar. Sudut poros kedua gigi kerucut ini biasanya

dibuat 90 0.

Gbr. 2.4.2.g Roda gigi kerucut spiral

9



2.4.3. Roda gigi dengan poros silang

a). Roda Gigi Permukaan

Merupakan bagian dari roda gigi dengan poros berpotongan yang bagian

permukaan giginya rata.

Gbr. 2.4.3.h Roda gigi permukaan

b). Roda Gigi Miring

Roda gigi miring seperti tergambar ini mempunyai kemiringan 70 sampai

230, diginakan untuk transmisikan daya yang lebih besar dari pada roda gigi lurus.

Gbr. 2.4.3.i Roda gigi miring silang

c) Roda Gigi Cacing( Worm Gear )

Roda gigi jenis ini digunakan untuk mentransmisikan daya dan putaran

yang lebih besar tanpa mengurangi dayanya, kemiringan antara 25 0 – 450 roda gigi

ini banyak dipakai pada sistem kemudi.

Gbr. 2.4.3.j Roda gigi cacing silindris dan globoid

10



d) Roda Gigi Hypoid

Roda gigi ini mempunyai jalur gigi berbentuk spiral pada bidang kerucut

yang sumbunya saling bersilangan dan pemindahan gaya pada permukaan gigi

berlangsung secara meluncur dan menggelinding. Roda gigi ini dipakai pada

deferensial.

Gbr. 2.1.k Roda gigi hypoid

2.2. Bantalan

Bantalan adalah bagian elemen mesin yang menumpu poros perbeban,

sehingga putaran atau gerak bolak – baliknya secara halus, aman dan panjang

umur.

Dimana bantalan berfungsi untuk pendukung bagian mesin yang berputar

dan membatasi geraknya. Apabila bantalan tidak berfungsi dengan baik, maka

prestasi seluruh sistem akan menurun atau tidak dapat bekerja semestinya.

Maka bantalan dalam permesinan dapat disamakan perannya dengan

pondasi pada sebuah bangunan gedung.

Bantalan dapat diklasifikasikan sebagai berikut :

1. Atas dasar gerakan bantalan terhadap poros, misalnya pada :

a. Bantalan luncur yaitu bantalan dimana bagian yang bergerak dan

yang diam mengadakan persinggungan langsung.

b. Bantalan gelinding, pada bantalan ini terjadi gesekan gelinding

antara bagian yang berputar dengan bagian yang diam melalui

elemen gelinding.

11



2. Atas dasar arah beban terhadap poros, misalnya :

a. Bantalan radial yaitu arah beban yang ditumpu bantalan ini adalah

tegak lurus terhadap sumbu poros.

b. Bantalan aksial yaitu arah beban bantalan ini sejajar dengan sumbu

poros.

c. Bantalan gelinding khusus yaitu bantalan ini dapat menumpu beban

yang arahnya sejajar dan tegak lurus terhadap sumbu poros.

12



Diagram alir poros.

BAB III

13

START

STOP

END

2. faktor koreksi fc = 1.01

1. daya yang di transmisikan:

80,11 (kw) Putaran poros :

6000 rpm

3. daya rencana = 80,91 kw

4. momen puntir rencana T = 13 kg.m

6. tegangan geser yang diizinkan Ta

= 4 kg/mm2

10. faktor konsentras tegangan poros alur

pasak = 1,56 kg/mm2

8. diameter poros ds = 35 (mm)

7. faktor koreksi untuk momen puntir Kt = 1,5, faktor lenturan

Cb =1,5

9. jari – jari fillet dari poros bertangga r = 0,6(mm) ukuran pasak dan alur pasak = 1,56

kg/mm2

5. bahan poros S45C-D,difinish dingin, kekuatan

tarik σB = 60 kg mm2

apakah poros bertanggaatau beralur pasak faktor

keamanan Sf1 = 6, Sf2 =2,5

11. Ta sf2/α >

β:cb.kt.T = 3,8

>3,51

13. diameter poros ds = 35 (mm)

bahan poros S45 C-D,difinishdingin, jari – jari fillet 0,6 mm dari

poros ukuran alur pasak = 8,75 x

4,37 x 0,6

a

>

<

a



PERHITUNGAN BAGIAN UTAMA RODA GIGI

3.1. Poros

3.1.1. Fungsi Poros

Poros adalah salah satu yang penting dalam permesinan, maka perlu

diperhatikan sebaik mungkin. Hampir sama dengan kopling sebagai penerus daya

dan putaran, perencanaan seperti ini dipegang oleh poros.

Poros sebagai pemindah daya dan putaran, Poros yang terbuat dari batang

baja mempunyai sifat-sifat sebagai berikut :

• Tahan terhadap momen puntir

• Mempunyai skalalitas yang baik

• Tidak mudah patah

Gambar 3.1.1. Poros

3.1.2. Perhitungan poros

Pada perencanaan ini poros memindahkan Daya (N) sebesar 109 PS dan

Putaran (n) sebesar 6000 rpm. Jika daya di berikan dalam daya kuda (PS) maka

harus dikalikan 0.735 untuk mendapatkan daya dalam (Kw).

Daya (N) = 109 PS

Putaran (n) = 6000 rpm

Dimana :

1 PS = 0.735 Kw

P = 109 x 0.735 Kw

P = 80,11 Kw

Dan sebagaimana diketahui pada saat start dan pada saat beban terus

bekerja maka perl factor koreksi pada daya rata-rata yang di pakai dari daya yang

di rencanakan (Pd) adalah sebagai berikut :

Pd = fc x P (kw)

Tabel 3.1. Faktor koreksi daya yang akan dipindahkan (fc)

14

Daya yang akan di transmisikan Fc

Daya rata-rata yang diperlukan 1,2 – 2,0

Daya maksimum ysng diperlukan 0,8 – 1,2

Daya normal 1,0 – 1,5



Maka daya rencana (Pd) adalah :

Pd = fc x P

Dimana :

Pd = Daya Rencana

P = Daya

fc = Faktor Koreksi

Faktor koreksi (fc) daya maksimum yang diperlukan (0,8 – 1,2), diambil fc = 1,01

Jadi :

Pd = 1,01 x 80,11

= 80,91 kW

Maka daya rencana (Pd) = 80,91 kw

Maka torsi untuk daya maksimum

T = 9,74 x 10 (Pd/n) kg mm

T = 9,74 x 10 ( 80,91 )

6000

T = 13134,39 kg mm = 13,13 kg m

atau T = 14,4 kg m ( dari spesifikasi mobil )

Tabel 3.2. Standart bahan poros

Standard an Lambang Perlakuan Kekuatan Keterangan

15



macam panas tarik (kg/mm2 )

Baja karbon

konstruksi

mesin (JIS G4501)

S30C

S35C

S40C

S45C S50C

S55C

Penormalan

“

“

““

“

48

52

55

5862

66

Batang baja

yang difinis

dingin

S35C-D

S45C-D

S55C-D

53

60

72

Ditarik dingin,

digerinda,

dibubut, atau

gabungan

antara hal-hal

tersebut

Sumber : literature 1 hal 3

Tegangan geser yang di izinkan τa = ___ τ B _ sf1 x sf2

dimana :

τa = tegangan geser yang di izinkan poros (kg/mm²)

τB = tegangan tarik izin poros (kg/mm²)

Sf1 = factor keamanan akibat pengaruh massa untuk bahan S-C (baja karbon)

diambil 6 sesuai dengan standart ASME ( lit 1 hal 8 )

Sf2 = factor keamanan akibat pengaruh bentuk poros atau daya spline pada poros,

di mana harga sebesar 1,3- 3,0 maka di ambil 2,5 ( lit 1 hal 8 )

Bahan poros di pilih dari bahan yang difinis dingin S45C-D dengan kekuatan tarik

τB= 60 kg/mm².

Maka :τa = __ τ B __

Sf1 x Sf2

= __60 ___

6 x 2,5

= 4 kg/mm²

Pertimbangan untuk momen diameter poros :

ds = [5,1 K t x C bT ]¹⁄³ .........................................................................................( Lit 1, hal 8 )

16



τadimana :

ds = diameter poros (mm)

T = momen torsi rencana = kg mm

Cb = faktor keamanan terhadap beban lentur harganya (1,2 - 2,3), diambil 1,5

Kt = faktor bila terjadi kejutan dan tumbukan besar atau kasar (1,5 - 3,0), diambil

1,5

maka :

ds = [5,1 x 1,5 x 1,5 x 13134] ¹⁄³

4

= 32,36 mm

ds = 35 mm ( sesuai dengan tabel )

Pada diameter poros di atas 35 mm, maka tegangan geser terjadi pada poros adalah

Jari – jari fillet dan ukuran pasak.

Anggaplah diameter bagian dalam yang menjadi tempat bantalan adalah 40

Jari – jari fillet :

(D – ds) /2

(40 – 35) /2 = 2,5

b = __ ds _ = 35 = 8,75

4 4

h = __ ds _ = 35 = 4,37

8 8

Fillet = 0,6

Maka alur pasak 8,75 x 4,37 x 0,6

Faktor konsentrasi tegangan poros alur pasak adalah :

0171,035

6,0==

ds

r

τ = 5,1 [T ]kg/mm²..........................................................( Lit 1, hal 7 )

ds³

τ = 5,1 [13134] kg/mm²

35 3

τ = 5,1 x 0,3 kg/mm²

17



τ = 1,56 kg/mm²

maka dapat dibuktikan bahwa poros tersebut layak digunakan

τ λ

τ ..

. 2 kt cb sf a

>

56,15,15,16,2

5,24 x x

x>

3,8 > 3,51

Tabel 3.3. Diameter poros4 10 *22,4 40 100 *224 400

24 (105) 24011 25 42 110 250 420

260 440

4,5 *11,2 28 45 *112 280 450

12 30 120 300 460

31,5 48 *315 480

5 *12,5 32 50 125 320 500130 340 530

35 55*5,6 14 33,5 56 140 *335 560

(15) 150 3606 16 38 60 160 380 600

(17) 170*6,3 18 63 180 630

19 190

20 200

22 65 220

7 70

*7,1 7175

8 8085

9 90

95sumber : literature 1 hal 9

Keterangan :

1. Tanda * menyatakan bahwa bilangan yang bersangkutan dipilih dari

bilangan standart.

2. Bilangan di dalam kurung hanya di pakai untuk bagian di mana akan di

pasang bantalan gelinding.

18



Diagram alir spline dan naff

19

START

1.diameter poros = 35 mm



3.2. Spline dan Naaf

3.2.1. Spline

Spline adalah suatu elemen mesin yang dipakai untuk menetapkan bagian-

bagian roda gigi sebagai penerus momen torsi dari poros ke roda gigi. Hubungan

antara roda gigi maju dan mundur pada waktu perpindahan kecepatan.

20

STOP

END

10. tegangan geser yang diizinkan (Tgi) = 4,8 kg/mm2

9. faktor keamanan = 10

8. tegangan tarik bahan yang direncanakan = 60 kg/mm2

6. tegangan geser (Tg) = 3 kg/mm2

5. kapasitas tenaga putaran (T) = 439375 kg/mm

3. tinggi spline (h) = 5 mm, jari – jari (rm) = 20 mm

4. luas area spline (A) = 312,5

mm2

7. tegangan tumbuk (P) = 20,08kg/mm2

2. jumlah spline (i) = 10 buah, lebar atau(b) = 5 mm, diameter luar (d

2) = 45mm

11. τgi >

τg = 4,8 >3



Gbr 3.2.1. Spline

Pada perhitungan ini telah diperoleh ukuran diameter porosnya sebesar

(35mm) bahan yang digunakan yaitu S45C-D dengan tegangan tarik 60 kg/mm2,

untuk spline dan naaf pada kendaraan dapat diambil menurut DIN 5462 sampai

5464. Dalam perencanaan ini diambil DIN 5464 untuk beban menengah. Seperti

yang terdapat pada tabel dibawah ini :

Tabel 3.4. DIN 5462 - 5464

Diameter dalam Ringan DIN 5462 Menengah DIN 5463 Berat DIN 5464

Banyaknya Baji Banyaknya Baji Banyaknya Baji

d1 (mm) ( I )

d2

(mm) b (mm) ( I ) d2 (mm)

b

(mm) ( I ) d2 (mm) b (mm)

11 - - - 6 14 3 - - -

13 - - - 6 16 3,5 - - -

16 - - - 6 20 4 10 20 2,5

18 - - - 6 22 5 10 23 3

21 - - - 6 25 5 10 26 3

23 6 26 6 6 28 6 10 29 4

26 6 30 6 6 32 6 10 32 4

28 6 32 7 6 34 7 10 35 4

32 8 36 6 8 38 6 10 40 5

36 8 40 7 8 42 7 10 45 5

42 8 46 8 8 48 8 10 52 6

46 8 50 9 8 54 9 10 56 7

52 8 58 10 8 60 10 16 60 5

56 8 62 10 8 65 10 16 65 562 8 68 12 8 72 12 16 72 6

72 10 78 12 10 82 12 16 82 7

82 10 88 12 10 92 12 20 92 6

92 10 98 14 10 102 14 20 102 7

102 10 108 16 10 112 16 20 115 8

112 10 120 18 10 125 18 20 125 9

Spline yang direncanakan atau ketentuan ukuran spline antara lain :

Jumlah spline ( i ) = 10 buah

Lebar spline ( b ) = 5 mm

21



Diameter luar ( d2 ) = 45 mm

Jarak antara spline ( W ) = (0,5) x d2

Tinggi spline ( H ) = 2

2dsd −

=2

3545−

= 5 mm

Panjang spline ( L ) = 1,5 x ds

= 1,5 x 35 = 52,5 mm

Jari–jari spline (Rm) =4

2dsd +

=4

3545+

= 20 mm

3.2.1.a. Perhitungan spline

Total luas dari area Spline :

A = ½ (d2 – ds) x (i + L)

= ½ (45 – 35) x (10 + 52,5)

= 312,5 mm2

Dimana :

d 2 = Diameter luar (mm)

ds = Diameter dalam (mm)

( i ) = Banyak Spline

L = Panjang Spline

Sedangkan kapasitas tenaga putaran pada sambungan Spline adalah :

T = P x A x Rm

Dimana :

P = tekanan maksimum (di izinkan) pada spline ( /3,701000 kg psi =≤

cm2)

Maka :

T = 70,3 x 312,5 x 20

= 439375 kg/mm

22



= 439,375 kg/m

Tegangan geser pada poros spline adalah :

bd d ix

d x Mp

g

)..(2

1(

)2/1(

22

1

−=τ

Maka :

( )(( ) 535452/110

352/139,13134

x x x

x g

−=τ

= 3 kg/mm2

Sedangkan tegangan tumbuk yang terjadi adalah :

P =( ) ( ) bhd d d i

T

...

.4

112 −−

Maka :

P =( ) ( ) 87500

1757500

5.535.354510

4393754=

− x x

x

= 20,08 kg/mm2

Tegangan tarik dari bahan yang direncanakan adalah 60 kg/mm2 dengan Vaktor

keamanan untuk pembebanan dinamis (8 – 10) diambil (10) untuk meredam

getaran yang terjadi.

Maka tegangan geser izin :

trk gi σ τ .8,0=

Dimana :

/610

60kg trk ==σ mm2

= giτ 0,8 x 6 kg/mm2

= 4,8 kg/mm2

23



Maka spline aman terhadap tegangan geser yang terjadi, dimana τ τ g gi≥ atau

(4,8 kg/mm2

≥ 3 kg/mm2

).

3.2.2. Naaf

Naaf adalah pasangan dari spline, bahan yang dipergunakan pada

perencanaan ini adalah S 45 C – D, jumlah Naaf yang direncanakan sama dengan

jumlah spline yaitu 10 buah. Karena itu perhitungan Naaf dapat diperoleh dengan

dimensi yang sama dengan spline.

Naaf yang di rencanakan adalah sebagai berikut :

Jumlah spline ( i ) = 10 buah

Lebar spline ( b ) = 5 mm

Diameter dalam ( ds ) = 35

Diameter luar ( d2 ) = 45 mm

Tinggi spline ( H ) = 5 mm

Panjang spline ( L ) = 52,5

Bahan naaf di ambil S45C-D dengan kekuatan (τb ) = 60 kg/mm²

Persentase syarat keamanan adalah : τg < τgi = 4,8 kg/mm2 < 3 kg/mm2

( terpenuhi / aman ) Tegangan geser yang terjadi lebih kecil dari Tegangan geser

yang diizinkan maka Naaf aman digunakan.

Diagram alir roda gigi

24

START

1. daya yang akanditransmisikan P 80,11 (kw)

putaran poros n1 =6000(rpm) perbandinganreduksi(i) = 2,731 jarak

sumbu poros a = 200(mm)

14. tegangan lentur yang

diizinkan σa1 = 50,σa2 =26(kg/mm2) faktor tegangan2

a

b



3.3. Perhitungan Roda Gigi

Roda gigi transmisi yang direncanakan adalah :

Daya ( N ) : 109 PS = 80,11 kW

Putaran : 6000 rpm

Perpindahan daya dan putaran direncanakan dengan Otomatis dengan 4

tingkat percepatan dengan perbandingan sebagai berikut :

25

STOP

END

2. faktor koreksifc =1,01

8.kelonggarnpuncak Ck = 1

(mm)

17. bahan porosS45C-D dan difinish

dingin

13. bahan masing – masing

Gigi SNC2,S35C perlakuan panaskekuatan tarik σB1 = 85,σB252(kg/mm2)

kekerasan permukaan gigi Hb1 =300,Hb2 = 200

3. daya rencana Pd =

4. diameter sementara lingkaran jarak bagi d1 = 107,2 (mm),d2 =

5. modul pahat m susut tekananpahat α = 4 (mm)

6. jumlah gigi z1 = 27,z2 = 75.Perbandingan gigi i = 2,77

7. diameter lingkaran jarak bagi(rodagigi sstandart) d01 = 108 (mm),d02300(mm) jarak sumbu poros d0 =

9. diameter kepala dk1 =116(mm),dk2 = 308(mm)

diameter kaki df1 = 50

16. lebar sisi b 37,43(mm)

15.beban lentur yang diizinkanpersatuan lebar Fb1 = 33,5,Fb2

21,66(kg/mm) beban permukaan yang

diizinkan persatuan lebar F’H =6,5(k /mm)

12. faktor dinamis fv =

11. kecepatan keliling v 33,912(m/s), gayatangensial F1 = 243,35(kg)

10. faktor bentuk gigi Y1 = 0,39, Y2 =

19.b/m:9,35 d/b:

2,8sk1/m :

2,75

20.modul pahat m= 4 mm sudut

tekanan pahat α = 4 jumlah gigiZ1 =27 ,Z2 = 75 jarak sumbuporos a = 200(mm) diameter

luar dk1 = 116, dk2 = 108(mm)bahan roda gigi dan perlakuan

panasnya bahan poros perlakuanpanasnya diameter poros

ds1,ds2(mm)

b

a

y

T

18. perhitungan diameter porosds1 = 40,ds2 = 35(mm)

penentuan pasak dan alurpasak(mm) tebal antar dasaralur pasak dan dasar kaki gigi



PERBANDINGAN GIGI

I

II

III

IV

R

2.731

1.526

1.000

0.696

2.290

Gbr 3.3. Roda gigi lurus

3.3.1. Perhitungan roda gigi pada kecepatan pertama

Diketahui , i = 2.731 ( perbandingan gigi,berdasarkan sfesifikasi )

Putaran = 6000 rpm.

Faktor koreksi (fc) = 1,01

Daya rencana, Nd = fc x N

= 1,01 x 80,11 = 80,91 kW

Perbandingan putaran (U) adalah :

i z

z

z m

z m

d

d

n

nU

1

.

.

2

1

2

1

1

2

1

2===== .................................................................................( Lit 1, hal 216 )

99,2196731,2

60001

2 ===

i

nn rpm

Modul Pahat m = 4 ( berdasarkan diagram alir )

Jarak Sumbu Poros : a = 200 mm (direncakan)

Diameter sementara lingkaran jarak bagi

i

xad

+=1

21 .............................................................................................................( Lit 1, hal 216 )

26



i

xaxid

+=

1

22 .........................................................................................................( Lit 1, hal 216 )

mm x

i

xad 2,107

731,21

2002

1

21 =

+=

+=

mm x x

i

xaxid 79,292

731,21

731,22002

1

22 =

+=

+=

Jumlah Gigi,

m

d z = ....................................................................................................( Lit 1, hal 214 )

278,264

2,1071

1≈===

m

d z

77,227

75

7519,734

79,292

1

2

2

2

===

≈===

z

z i

m

d z

Diameter lingkaran jarak bagi

m z d .101 =

= 27 x 4 = 108 mm

202 z d = .m

= 75 x 4 = 300 mm

Kelonggaran puncak

Ck = 0,25 x m = 0,25 x 4 = 1

Diameter Kepala

( )211 += z d k . m = ( 27 + 2 ) x 4 = 116 mm

( )222+= z d k . m = ( 75 + 2 ) x 4 = 308 mm

Diameter Kaki

( )211−= z d f . (m – 2) . Ck

27



= ( 27 - 2 ) x (4 – 2) x 1 = 50 mm

( )222−= z d f . (m – 2) . Ck

= ( 75 – 2 ) x (4 – 2) x 1 = 146 mm

Kedalaman Pemotongan :

H = 2 . m + Ck

= 2 x 4 + 1 = 9 mm

Faktor bentuk gigi, dari tabel : 6.5....................................................(Lit 1, hal 240 )

434,07519,73

349,0278,26

22

11

=→≈=

=→≈=

Y z

Y z

Kecepatan Keliling :

1000.60

.. 101 nd v

π

= .......................................................................................................................( Lit 1, hal

238 )

sm x

x xnd v 912,33

100060

600010814,3

1000.60

.. 101===

π

Gaya Tangensial :

v

Nd Ft

.102= ........................................................................................................................( Lit 1, hal 238

)

v

Nd Ft

.102= = 35,243

912,33

91,80102=

xkg

Faktor Dinamis :

v f v

+

=5,5

5,5.....................................................................................................................( Lit 1, hal 240 )

Harga kecepatan yang diperoleh ( 33,912 m/s ), maka diambil faktor dinamis untuk

kecepatan sedang, antara (v = 20 – 50 m/s) dengan persamaan seperti diatas :

28



48,0912,335,5

5,5=

+

=v f

Bahan masing – masing gigi perlakuan panas

Pinyon SNC 2 : Kekuatan tarik adalah2

1 85 mmkg B =σ

Kekerasan 3001= B H

Tegangan lentur yang diizinkan 501 =aσ kg/mm2

Roda gigi S 35 C : Kekuatan tarik adalah2

2 52 mmkg B =σ

Kekerasan 2002 = B H


Faktor tegangan kontak antara baja khrom nikel kekerasan 300 Hb dengan baja

karbon kekerasan 200 Hb maka, H K = 0,086 kg/mm2

Beban lentur yang di izinkan persatuan lebar

fvY m F ab ...'111 σ = .........................................................................................( Lit 1, hal 240 )

= 50 x 4 x 0,349 x 0,48 = 33,5 kg/mm fvY m F ab ...' 222 σ =

= 26 x 4 x 0,434 x 0,48 = 21,66 kg/mm

Beban permukaan yang diizinkan persatuan lebar

21

2

01

.2...

z z

z fvd K F H H

+

= ...........................................................................( Lit 1, hal 244 )

= 0,086 x 108 x 0,48 x7527

752

+

x

= 6,5 kg/mm

(harga minimum min' F = 6,5 kg/mm dari ' H F )

Lebar sisi

mm F

Ft

b H 43,375,6

35,243

'===

29



Syarat aman

b/m = mm35,94

43,37= (baik, syarat aman b/m = 6 – 10 )

d01/b = mm8,243,37

108= (baik, syarat aman d01/b > 1,5 )

Ski/m = {(df1/2) – [(ds/2) - t2]} / m

= {(50/2) – [(35/2) – 3,5]} / 4

= 2,75 (baik, syarat aman Ski/m > 2,2 )

3.3.2. Perhitungan roda gigi pada kecepatan kedua


Putaran = 6000 rpm.



= 1,02 x 80,11 = 80,91 kW


i z

z

z m

z m

d

d

n

nU

1

.

.

2

1

2

1

1

2

1

2===== .................................................................................( Lit 1, hal 216 )

84,3931526,1

60001

2 ===i

nn rpm




i

xad

+=1

21 .............................................................................................................( Lit 1, hal 216 )

i

xaxid

+=

1

22 .........................................................................................................( Lit 1, hal 216 )

mm x

i

xad 35,158

526,11

2002

1

21 =

+=

+=

mm x x

i

xaxid 64,241

526,11

526,12002

1

22 =

+=

+=

30



Jumlah Gigi,

m

d z = ....................................................................................................( Lit 1, hal 214 )

3858,394

35,1581

1 ≈===

m

d z

57,138

60

6041,604

64,241

1

2

2

2

===

≈===

z

z i

m

d z


m z d .101 =

= 38 x 4 = 152 mm

m z d .202 =

= 60 x 4 = 240 mm

Kelonggaran puncak

Ck = 0,25 x m = 0,25 x 4 = 1

Diameter Kepala

( )211 += z d k . m = ( 38 + 2 ) x 4 = 160 mm

( )222 += z d k . m = ( 60 + 2 ) x 4 = 248 mm

Diameter Kaki

( )211−= z d f . (m – 2) . Ck

= ( 38 - 2 ) x (4 – 2) x 1 = 72 mm

( )222 −= z d f . (m – 2) . Ck

= ( 60 – 2 ) x (4 – 2) x 1 = 116 mm


H = 2 . m + Ck

31



= 2 x 4 + 1 = 9 mm


421,06041,60

383,03858,39

22

11

=→≈=

=→≈=

Y z

Y z


1000.60

.. 01 nd v

π

= .......................................................................................................................( Lit 1, hal 238 )

sm x

x xnd v 728,47

100060

600015214,3

1000.60

.. 01===

π

Gaya Tangensial :

v

Nd Ft

.102= ........................................................................................................................( Lit 1, hal 238

)

v

Nd Ft

.102= = 91,172

728,47

91,80102=

xkg

Faktor Dinamis :

v f v

+

=

5,5

5,5....................................................................................................................( Lit 1, hal 240 )



44,0728,475,5

5,5=

+

=v f



1 85 mmkg B =σ



32




2 52 mmkg B =σ






fvY m F ab ...' 111 σ = .........................................................................................( Lit 1, hal 240 )

= 50 x 4 x 0,383 x 0,44 = 33,7 kg/mm

fvY m F ab ...' 222σ =

= 26 x 4 x 0,421 x 0,44 = 19,26 kg/mm


21

2

01

.2...

z z

z fvd K F H H

+

= ...........................................................................( Lit 1, hal 244 )

= 0,086 x 152 x 0,44 x 6038

602

+

x

= 5,78 kg/mm

(harga minimum 'min F = 5,78 kg/mm dari ' H

F )

Lebar sisi

mm F

Ft b

H

91,2978,5

91,172

'===

Syarat aman

b/m = mm47,74


d01/b = mm08,5

91,29


33



Ski/m = {(df1/2) – [(ds/2) - t2]} / m

= {(72/2) – [(35/2) – 3,5]} / 4


3.3.3. Perhitungan roda gigi pada kecepatan ketiga


Putaran = 6000 rpm.



= 1,01 x 80,11 = 80,91 kW


i z

z

z m

z m

d

d

n

nU

1

.

.

2

1

2

1

1

2

1

2===== .................................................................................( Lit 1, hal 216 )

6000000,1

60001

2===

i

nn rpm




i

xad

+=1

21 .............................................................................................................( Lit 1, hal 216 )

i

xaxid

+=

1

22 .........................................................................................................( Lit 1, hal 216 )

mm x

i

xad 200

000,11

2002

1

21 =

+=

+=

mm x x

i

xaxid 200

000,11

000,12002

1

22 =

+=

+=

Jumlah Gigi,

m

d z = ....................................................................................................( Lit 1, hal 214 )

50504

2001

1 ≈===m

d z

34



150

50

50504

200

1

2

2

2

===

≈===

z

z i

m

d z


m z d .101 =

= 50 x 4 = 200 mm

m z d .202 =

= 50 x 4 = 200 mm

Kelonggaran puncak

Ck = 0,25 x m = 0,25 x 4 = 1

Diameter Kepala

( )211 += z d k . m = ( 50 + 2 ) x 4 = 208 mm

( )222+= z d k . m = ( 50 + 2 ) x 4 = 208 mm

Diameter Kaki

( )211−= z d f . (m – 2) . Ck

= ( 50 – 2 ) x (4 – 2) x 1 = 96 mm

( )222 −= z d

f . (m – 2) . Ck

= ( 50 – 2 ) x (4 – 2) x 1 = 96 mm


H = 2 . m + Ck

= 2 x 4 + 1 = 9 mm


408,05050

408,05050

22

11

=→≈=

=→≈=

Y z

Y z

35




1000.60

..01 nd

vπ

= .......................................................................................................................( Lit 1, hal 238 )

sm x

x xnd v 8,62

100060

600020014,3

1000.60

.. 101===

π

Gaya Tangensial :

v

Nd Ft

.102= ........................................................................................................................( Lit 1, hal 238

)

v

Nd Ft

.102=

=91,131

8,62

91,80102=

x

kg

Faktor Dinamis :

v f v

+

=5,5

5,5....................................................................................................................( Lit 1, hal 240 )



41,08,625,5

5,5

=+=v f



1 75 mmkg B =σ




2 45 mmkg B =σ






36



fvY m F ab ...'111 σ = .........................................................................................( Lit 1, hal 240 )

= 37 x 4 x 0,408 x 0,41 = 24,75 kg/mm

fvY m F ab ...' 222 σ =

= 21 x 4 x 0,408 x 0,41 = 14,05 kg/mm


21

2

01

.2...

z z

z fvd K F H H

+

= ...........................................................................( Lit 1, hal 244 )

= 0,053 x 200 x 0,41 x5050

502

+

x

= 4,34 kg/mm

(harga minimum 'min F = 4,34 kg/mm dari ' H F )

Lebar sisi

mm F

Ft b

H

39,3034,4

91,131

'===

Syarat aman

b/m = mm5,74


d01/b = mm58,639,30


Ski/m = {(df1/2) – [(ds/2) - t2]} / m

= {(96/2) – [(35/2) – 3,5]} / 4


3.3.4. Perhitungan roda gigi pada kecepatan keempat


Putaran = 6000 rpm.



37



= 1,01 x 80,11 = 80,91 kW


i z

z

z m

z m

d

d

n

nU

1

.

.

2

1

2

1

1

2

1

2=====

.................................................................................( Lit 1, hal 216 )

68,8620696,0

60001

2===

i

nn rpm




i xad +

=121 .............................................................................................................( Lit 1, hal 216 )

i

xaxid

+=

1

22 .........................................................................................................( Lit 1, hal 216 )

mm x

i

xad 84,235

696,01

2002

1

21 =

+=

+=

mm x x

i

xaxid 15,164

696,01

696,02002

1

22 =

+=

+=

Jumlah Gigi,

m

d z = ....................................................................................................( Lit 1, hal 214 )

6096,584

84,2351

1≈===

m

d z

716,060

43

4303,414

15,164

1

2

2

2

===

≈===

z

z i

m

d z


m z d .101 =

= 60 x 4 = 240 mm

m z d .202 =

= 43 x 4 = 172 mm

38



Kelonggaran puncak

Ck = 0,25 x m = 0,25 x 4 = 1

Diameter Kepala

( )211 += z d k . m = ( 60 + 2 ) x 4 = 248 mm

( )222 += z d k . m = ( 43 + 2 ) x 4 = 180 mm

Diameter Kaki

( )211−= z d f . (m – 2) . Ck

= ( 60 – 2 ) x (4 – 2) x 1 = 116 mm

( )222−= z d

f . (m – 2) . Ck

= ( 43 – 2 ) x (4 – 2) x 1 = 82 mm


H = 2 . m + Ck

= 2 x 4 + 1 = 9 mm


396,04303,41

421,06096,58

22

11

=→≈=

=→≈=

Y z

Y z


1000.60

.. 01 nd v

π

= .......................................................................................................................( Lit 1, hal 238 )

sm x

x xnd v 36,75

100060

600024014,3

1000.60

.. 101===

π

Gaya Tangensial :

v

Nd Ft

.102= ........................................................................................................................( Lit 1, hal 238

)

v

Nd

Ft

.102=

=51,109

36,75

91,80102=

x

kg

39



Faktor Dinamis :

v

f v+

=

5,5

5,5....................................................................................................................( Lit 1, hal 240 )



39,036,755,5

5,5=

+

=v f


Pinyon SNC 1 : Kekuatan tarik adalah

2

175 mmkg

B=σ


Tegangan lentur yang diizinkan 371=

aσ kg/mm2


2 45 mmkg B =σ






fvY m F ab ...' 111 σ = .........................................................................................( Lit 1, hal 240 )

= 37 x 4 x 0,421 x 0,39 = 24,3 kg/mm

fvY m F ab ...' 222 σ =

= 21 x 4 x 0,396 x 0,39 = 12,97 kg/mm


21

2

01

.2...

z z

z fvd K F H H

+

= ...........................................................................( Lit 1, hal 244 )

40



= 0,053 x 240 x 0,39 x4360

432

+

x

= 4,14 kg/mm

(harga minimum 'min F = 4,14 kg/mm dari ' H

F )

Lebar sisi

mm F

Ft b

H

45,2614,4

51,109

'===

Syarat aman

b/m = mm61,64


d01/b = mm07,945,26


Ski/m = {(df1/2) – [(ds/2) - t2]} / m

= {(116/2) – [(35/2) – 3,5]} / 4

= 11 (baik, syarat aman Ski/m > 2,2 )

3.3.5. Perhitungan roda gigi pada kecepatan mundur (Reverse)


Putaran = 6000 rpm.



= 1,01 x 80,11 = 80,91 kW


i z

z

z m

z m

d

d

n

nU

1

.

.

2

1

2

1

1

2

1

2===== .................................................................................( Lit 1, hal 216 )

08,2620290,2

60001

2 ===

i

nn rpm


41





i

xad

+

=

1

21 .............................................................................................................( Lit 1, hal 216 )

i

xaxid

+=

1

22 .........................................................................................................( Lit 1, hal 216 )

mm x

i

xad 58,121

290,21

2002

1

21 =

+=

+=

mm x x

i

xaxid 41,278

290,21

290,22002

1

22 =

+=

+=

Jumlah Gigi,

m

d z = ....................................................................................................( Lit 1, hal 214 )

3039,304

58,1211

1≈===

m

d z

5,230

75

7560,694

41,278

1

2

2

2

===

≈===

z

z i

m

d z


m z d .101 =

= 30 x 4 = 120 mm

m z d .202 =

= 75 x 4 = 300 mm

Kelonggaran puncak Ck = 0,25 x m = 0,25 x 4 = 1

Diameter Kepala

( )211 += z d k . m = ( 30 + 2 ) x 4 = 128 mm

( )222 += z d k . m = ( 75 + 2 ) x 4 = 308 mm

Diameter Kaki

42



( )211−= z d f . (m – 2) . Ck

= ( 30 – 2 ) x (4 – 2) x 1 = 56 mm

( )222 −= z d

f . (m – 2) . Ck

= ( 75 – 2 ) x (4 – 2) x 1 = 146 mm


H = 2 . m + Ck

= 2 x 4 + 1 = 9 mm


434,07560,69

358,03039,30

22

11

=→≈=

=→≈=

Y z

Y z


1000.60

.. 01 nd v

π

= .......................................................................................................................( Lit 1, hal 238 )

sm

x

x xnd v 68,37

100060

600012014,3

1000.60

.. 101===

π

Gaya Tangensial :

v

Nd Ft

.102= ........................................................................................................................( Lit 1, hal 238

)

v

Nd Ft

.102= = 02,219

68,37

91,80102=

xkg

Faktor Dinamis :

v f v

+

=5,5

5,5....................................................................................................................( Lit 1, hal 240 )



47,068,375,5

5,5=

+=v f


43




1 85 mmkg B =σ




2 52 mmkg B =σ






fvY m F ab ...' 111 σ = .........................................................................................( Lit 1, hal 240 )

= 50 x 4 x 0,358 x 0,47 = 33,65 kg/mm

fvY m F ab ...' 222 σ =

= 26 x 4 x 0,434 x 0,47 = 21,21 kg/mm


21

2

01

.2...

z z

z fvd K F H H

+

= ...........................................................................( Lit 1, hal 244 )

= 0,086 x 120 x 0,47 x7530

752

+

x

= 6,92 kg/mm

(harga minimum 'min F = 6,92 kg/mm dari ' H F )

Lebar sisi

mm F

Ft b

H

65,3192,6

02,219

'===

Syarat aman

44



b/m = mm91,74


d01/b = mm7,365,31


Ski/m = {(df1/2) – [(ds/2) - t2]} / m

= {(56/2) – [(35/2) – 3,5]} / 4


Nama – Nama Bagian Roda Gigi

Tabel 3.5.

45



Keterangan : Dalam pemilihan utamakan seri ke – 1 : jika terpaksa baru dipilih dari seri ke – 2 dan ke – 3.

Diagram alir bantalan luncur

Seri

Ke – 1

Seri

Ke – 2

Seri

Ke – 3

Seri

Ke - 1

Seri

Ke – 2

Seri

Ke – 3

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

0,8

1

1,25

1,5

3

0,15

0,25

0,35

0,45

0,55

0,7

0,75

0,9

1,75

2,25

2,75

0,65

3,25

4

5

6

8

10

12

16

20

25

32

40

50

3,5

4,5

5,5

7

9

11

14

18

22

28

36

45

3,75

6,5

46

START



3.4. Bantalan

Bantalan adalah elemen mesin yang menumpu poros yang berbeban

sehingga putaran dan getaran bolak-balik dapat berputar secara halus, dan tahan

47

STOP

END

1.beban bantalan Wo = 2156

kg, putaran poros = 6000Rpm

6. bahan poros S45C-D, kekuatan

tarik τb = 60 kg/mm2,tegangan lentur

yang diizinkan τa = 4 kg/mm2

4.bahan bantalan perunggu

7. diameter poros = 35 mm

12. kerja gesek (H) = 94,77 kg.m/s,

daya serap (Ph) = 0,92 kW

10. tekanan P = 1,81 kg/mm2,

kecepatan keliling (V) = 10,9

m/s, harga PV = 19,83 kg/mm2.s

5. panjang bantalan = 34 mm

3. beban rencana = 2156 kg

11. P : Pa = 1,8 kg/mm2 : 0,7 – 2

kg/mm2, Pv : (PV)a = 20 > 19,83

kg/mm2.s

a

9. l/d : 0,97

mm

a

T

Y

<

>

13. panjang bantalan = 34 mm,

diameter poros = 35 mm, daya serap

(Ph) = 0,92 kW

2. Faktor koreksi (fc) =

1,02



lama. Bantalan harus kokoh untuk memungkinkan poros serta elemen mesinnya

berkerja dengan baik, jika bantalan tidak berfungsi dengan baik maka prestasi

seluruh sistem akan menurun atau tidak berkerja semestinya.

Gambar 3.4. Bantalan Gelinding

3.4.1 Perhitungan Bantalan

Bahan poros S45C-D dengan diameter 35mm dan putaran (n) = 6000 Rpm

τa = __ τ B __ Sf1 x Sf2

= __60 ___

6x2,5

= 4 kg/mm²Faktor koreksinya (fc) = 1,01

L/d = (0,8 – 1,8), diambil 1,5

L = 1,5 x ds

L = 1,5 x 35 = 52,5 mm

Maka beban rencana (W) :

Lmaks xd W

a x =

3

5,1

1 σ

0,66 mm xW

x 5,52354 3

=

mmW

5,52113190

=

W = mm21565,52

113190=

Bahan bantalan perunggu, dengan HB = 50 – 100, Pa = 0,7 – 2,0 (kg/mm 2) (P.V)a

= 20 (kg/mm2.m/s)

48



Panjang bantalan :

L= mm x

x 348,3320

60002156

60000≈=

π

Bahan poros S35C-D dengan kekuatan tarik 53 kg/mm2,dengan diameter 35

L/d = 34/35 = 0,97 (terletak dalam daerah 0,8 – 1,8), dapat diterima.

Tekanan permukaan (P).

81,13534

2156==

x P kg/mm2

Kecepatan keliling (V)

1000.60

.. nd V

π =

99,101000.60

60003514,3==

x xV m/s

Maka P.V = 1,81 x 10,99 = 19,8 kg.m/mm2.s

Harga P = 1,8 kg/mm

2

,dapat diterima perunggu dimana Pa = 0,7 – 2,0 kg/mm

2

.Harga PV = 19,8 kg.m/mm2.s dapat diterima karena kurang dari 20 kg.m/mm2.s

Kerja gesekan (H)

H = µ x W x V

Dimana harga µ untuk perunggu (0,002 – 0,004), diambil 0,004 mm

H = 0,004 x 2156 x 10,99

= 94,77 kg.m/s

Daya yang diserap (Ph)

102

H Ph =

kW Ph 92,0102

77,94==

49



Jadi diperoleh :

L = 34 mm

D = 35 mm

Ph = 0,92 kW

Diagram alir baut dan mur

50

START

1. beban W = 2156 (kg)

2. faktor koreksi fc =

1,2

13. qa : Ta =

3 : 3 Tn :Ta =2,26 : 3

a b

>



3.5. Baut dan Mur

Baut dan mur merupakan alat pengikat yang sangat penting untuk

mencegah kecelakaan atau kerusakan pada mesin. Pemilihan baut dan mur sebagai

alat pengikat harus dilakukan dengan seksama agar mendapatkan ukuran yang

sesuai. Di dalam perencanaan roda gigi ini. Baut dan mur berfungsi sebagai

pengikat gear box.

51

END

STOP

7. bahan mur baja liat, kekuatan

tarik σB 6(kg/mm2), tegangan

geser yang diizinkan Ta =

42(kg/mm2) tekanan permukaan

yang diizinkan qa = 3(kg/mm2)

4. bahan baut: baja liat,

kekuatan tarik σB =

6(kg/mm2) faktor keamanan

Sf1 = 7

Tegangan geser yang

diizinkan Ta = 42(kg/mm2)

12. tegangan geser akar ulir baut Tb =2,29(kg/mm2) tegangan geser akar

ulir mur Tn = 2,26(kg/mm2)

11. jumlah ulir mur z = 7

10. tinggi mur H =

21(mm)

9. jumlah ulir mur yang diperlukan Z = 7

8. diameter luar ulir dalam D = 27(mm)diameter efektif ulir dalam D2 =

25,051(mm) tinggi kaitan gigi dalam H1 =1,624(mm)

6. pemilihan ulir standart diameter luar d = 27(mm) diameter inti d1 =

23,72(mm) jarak bagi p = 3(mm)

5. diameter inti yang diperlukan =23,72mm

3. beban rencana Wd = 2587,2(kg)

14. bahan baut baja liat, bahan mur

baja liat, tinggi mur = 21mmdiameter nominal ulir = 23,72 mm

<

a

b



Gambar 3.5. Baut dan mur

Beban yang diterima baut :

WO P pada bantalan = 2156 kg

Beban rencana :W = fc . Wo

Dimana :

Fc = faktor koreksi = 1,2

Maka :

W = 1,2 x 2156

= 2587,2

Bahan baut yang dipakai adalah baja liat dengan kadar karbon 0,20 %

(τB) = 42 kg/mm2

Sf = 7

(σa) = 6 kg/mm2 (difinis tinggi)

Tegangan tarik izin :

a xa σ τ )7,05,0( −= → diambil 0,5

65,0 xa =τ = 3 kg/mm2

Diameter inti (d1)

6

41

x

xW d

π

≥

614,3

2,258741

×

×≥d

mmd 43,231 ≥

52



Tabel 3.6. Tabel Ulir Metris

Ulir Jarak bagi

Ρ

Tinggi

kaitan

H1

Ulir dalam

Diameter

Luar D

Diameter

efektifD2

Diameter

dalamD1

1 2 3Ulir luar

Diameter

luar d

Diameter

efektif d2

Diamete

r inti d1

M 6

M 8

M 7

1

1

1,25

0,541

0,541

0,677

6,000

7,000

8,000

5,350

6,350

7,188

4,917

5,917

6,647

M 10

M 9

M 11

1,25

1,5

1,5

0,677

0,812

0,812

9,000

10,000

11,000

8,188

9,026

10,026

7,647

8,367

9,367

M 12

M 16

M 141,75

2

2

0,9471,083

1,083

12,00014,000

16,000

10,86312,710

14,710

10,10611,835

13,835

M 20

M 18

M 22

2,5

2,5

2,5

1,353

1,353

1,353

18,000

20,000

22,000

16,376

18,376

20,376

15,249

17,294

19,294

M 24

M 30

M 27

3

3

3,5

1,624

1,624

1,894

24,000

27,000

30,000

22,051

25,051

27,727

20,752

23,752

26,752

M 36

M 33

M 39

3,5

4

4

1,894

2,165

2,165

33,000

36,000

39,000

30,727

34,402

36,402

29,211

31,670

34,670M 42

M 48

M 45

4,5

4,5

5

2,436

2,436

2,706

42,000

45,000

48,000

39,007

42,007

44,752

37,129

40,129

42,129

M 56

M 52

M 60

5

5,5

5,5

2,706

2,977

2,977

52,000

56,000

60,000

48,752

54,428

56,428

46,587

50,046

54,046

M 64

M 68

6

6

3,248

3,248

64,000

68,000

60,103

64,103

57,505

61,505

Sumber : literature 1 hal 290

Dari taber ulir metris kasar diperoleh : ..............................................( lit 1, hal 290 )

d1 = 23,72 mm > 23,43

Diameter Luar (d) = 27 mm

Diameter Efektif (d2) = 25,051 mm

Jarak bagi (ρ) = 3 mm

Bahan Mur yang dipakai adalah baja liat dengan kadar karbon 0,20 %

(τB) = 42 kg/mm2

53



Sf = 7

(σa) = 6 kg/mm2 (difinis tinggi)

Tegangan tarik izin :

a xa σ τ )7,05,0( −= → diambil 0,5

65,0 xa =τ = 3 kg/mm2

dengan tekanan permukaan yang diizinkan (qa) = 3 kg/mm2.

d1 = 23,72 mm > 23,43

Diameter Luar (d) = 27 mm

Diameter Efektif (d2) = 25,051 mm

Jarak bagi (ρ) = 3 mm

H (tinggi kaitan) = 1,624 mm

Jumlah ulir :

xHxqa xd

W Z

.2π ≥

3624,1051,2514,3

2,2587

x Z

××≥

77,6 ≈≥ Z

Tinggi mur :

ZxP H =

37×= H

mm H 21=

Jumlah ulir Mur :

Z1 = 21/3 = 7

Tegangan geser akar ulir baut

Z xkxP x xd

W b

.1π

τ = dimana k = 0,84

6384,0752,2314,3

2,2587

x xb

××=τ

τb = 2,29 kg/mm2

54



Tegangan geser akar ulir Mur

Z xkxPx xd

W b

.1π

τ =

dimana j = 0,75

6375,02714,3

2,22587

x xb

××=τ

τb = 2,26 kg/mm2

Harga diatas dapat diterima karena tidak lebih dari 3 kg/mm 2

Bahan baut dan Mur adalah Baja liat dengan kadar karbon 0,20 %.

Baut = M27, Mur = M27, Tinggi Mur = 18 mm.

BAB IV

TEMPERATUR KERJA DAN PELUMASAN

4.1. Temperatur Kerja

Temperature yang terjadi pada pemindahan daya dan putaran dari roda gigi

transmisi adalah :

632

.. ∆Τ=

α Ag Ng

55



Atauα .

632.

Ag

Ng =∆Τ

Daya gesek yang terjadi :

Ng = (1-0,99) N

Dimana :

N = daya = 109 Ps

maka :

Ng = (1-0,99) . 109

= 1,09 ps

Luas penampang yang mengeluarkan panas :

Ag = Z . π . ( D2 – d2 )

4

Dimana :

Z = jumlah gigi terkecil = 27 buah

D = diameter luar = 50 mm

d = diameter dalam = 35 mm

maka :

Ag = 27 . 3,14 . ( 50 2 – 3 5 2 )

4

= 27023,625 mm2

Kecepatan keliling

60

.. n DV r

π =

Dimana :D = diameter poros = 35 mm = 0,035 m

N = putaran = 6000 rpm

Maka :

60

6000.035,0.14,3=r V

= 10,99 m/s

Tabel 4.1. Tabel koefisien perpindahan panas dan kecepatan rata-rata pada tabel :

56



Vr (m/s ) ( K.kal ) / m.oc

0

5

1015

20

25

30

35

40

45

4,5

24

4657

62

72

82

90

102

114

Dengan interpolasi harga α :

α = 46 + [ (10,99-10)/(15-10) x (57-46) ]

= 48,17 K.kal / m2 . 0C

Sehingga :

17,48270,0

63209,1

x

x=∆Τ

= 52,96 0C

4.2. Pelumasan

Permukaan roda gigi berguna untuk melunasi bagian permukaan yang saling

bergerak atau bergesekan agar keausan dapat dicegah / dikurangi dan juga berguna

sebagai pendingin.

Tabel 4.2. Berat jenis minyak pelumas pada 60 0C

No Macam Pelumas ( oli ) 600

C1

2

3

4

5

6

7

8

Oli transmisi SAE 160

Oli gear

Oli transmisi SAE 40

Oli pesawat terbang SAE 60

Oli auto mobil SAE 40

Oli auto mobil SAE 20

Oli bantalan dengan gelang

Oli segala musim SAE 20

0,935

0,9153

0,9328

0,8927

0,9275

0,9254

0,9346

0,9036

57



9

10

Oli turbin, oli bantalan dengan SAE 10

Oli turbin, oli bantalan dengan gelang

0,8894

0,8877

Table 4.3. Hubungan pelumas dan kekentalan saybolt ( S )SAE S – 130 F SAE S – 210 F

10

20

30

40

90 – 120

120 – 185

185 – 225

225

40

50

60

70

80

80 – 125

105 – 125

125 - 150

Berat jenis pelumas :

P = ρ60 – 0,000365 ( T – 60 )

Dimana :

ρ60 = berat jenis minyak pelumas pada 60 0F, dipilih oli segala musim SEA 20 =

0,9036

T = temperature kerja

= 52,96 + 32

= 84,960

F

Maka :

P = 0,9036 – 0,000365 ( 84,96 – 60 )

= 22,46

Viskositas pelumas :

Z = ρ 0,22. SUS – 80

120

Dimana :

SUS = saybolt universal second = 120

Maka :

Z = 22,46 x 0,22 x 120 – 80

120

= 4,27 centipoise

Jumlah minyak pelumas yang digunakan :

Panas yang timbul = panas yang dibuang

H1 = H2

58



362 x Ng = Q x C x ∆t

t Cx

xNg Q

∆=

362

Dimana :

C = jumlah pelumas setiap pembuangan panas = 0,6

Maka :

96,526,0

09,1362

x

xQ =

= 12,41 liter

BAB V

KESIMPULAN

Dalam perencanaan roda gigi pada umumnya mempunyai keterbatasan pada

pemakaiannya. Walaupun bahan utamanya adalah yang terbaik, maka salah satu

jalan untuk memperpanjang roda gigib dan elemen-elemen adalah dengan

memperhitungkan poin-poin disamping.

Perencanaan roda gigi ini bekerja berulang-ulang karena roda gigi n, 1, 2, 3,

4, dan 5 yang berkerja. Dengan demikian dapat kita lihat mesin dan

perlengkapanya sangat erat hubungannya sesuai keperluan dan kebutuhan

manusianya.

Untuk kelanggengan mesin maka tenaga ahli mesin sangat dibutuhkan.

59



1. Tenaga operator guna untuk pengoperasian mesin.

2. Langkah-langkah yang merupakan perlengkapan dari keseluruhan

termasuk dasar bagian mesin antara lain : transmisi adalah suatu alat

yang menghubungkan antara mesin dan rangka.

3. Kontrol mesin dalam yaitu pedal dan rem.

4. Pelumas pada suatu mesin sangat diperlukan pada bagian yang berputar,

sehingga akibat tidak dikendalikan panas tersebut akan mengakibatkan

keausan pada motor tersebut.

Kita menyadari bahwa dimana-mana mesin adalah suatu alat yang sangat

penting dalam kehidupan manusia, karen dalam penggunaannya mesin-

mesintersebut dapat menaikkan taraf hidup manusia tersebut. Oleh karena itu

pengetahuan dan pemeliharaan merupakan suatu pengetahuan yang sangat

diperlukan guna mengembangkan daya kerja manusia dibidang teknologi.

DAFTAR PUSTAKA

1. Joseph E. Shigley, Larry D. Mitchell, dan Gandhi Harahap (penterjemah) ,

Perencanaan Teknik Mesin, Edisi Keempat, Jilid 1, Erlangga, Jakarta, 1991

2. Joseph E. Shigley, Larry D. Mitchell, dan Gandhi Harahap (penterjemah) ,

Perencanaan Teknik Mesin, Edisi Keempat, Jilid 2, Erlangga, Jakarta, 1991

3. Sularso dan Kiyokatsu Suga, Dasar Perencanaan dan Pemilihan Elemen Mesin,

Pradnya Paramita, Jakarta, 1994

4. Robert L. Norton, Machine Design: An Integrated Approach, Prentice Hall,

60



New Jersey, 1996

5. Creamer, Machine Design, Third Edition, McGraw-Hill, New York, 1986

6. Ferdinand P. Beer dan E. Russell Johnston. Jr, Mekanika Untuk Insinyur:

Statika, Edisi Keempat, Erlangga, Jakarta, 1996

7. James Mangroves, Gere, Stephen P. Timoshenko, dan Hans J. Wospakrik

(penterjemah), Mekanika Bahan, Edisi Kedua, Versi SI, Jilid 1, Erlangga,

Jakarta, 1996

Penda Hulu An

Documents

Transcript of Penda Hulu An