KATA PENGANTAR1 BAB IPENDAHULUANLatar BelakangPerkembangan ilmu pengetahuan dan teknologi yang sangat pesat di segala bidang, terutama dalam bidang transportasi. Alat transportasi yang sangat dibutuhkan oleh manusia setiap hari untuk menuju dari suatu tempat ke tempat lain salah satunya adalah kendaraan roda empat.Salah satu roda empat yang digunakan adalah TOYOTA KIJANG Pick Up 7K. Jenis kendaraan ini mempunyai komponen utama, yaitu transmisi utama yang didalamnya terdapat roda gigi yang tersusun sedemikian rupa sehingga dapat meneruskan daya dari output mesin dimana kecepatan putarannya dapat diubah berdasarkan perbandingan jumlah gigi yang pertama dengan roda gigi yang berikutnya.TujuanPenulis akan merancang ulang sistem transmisi roda gigi LURUS DAN MIRING dengan :Daya (P) = 80 psPutaran (n) = 4800 rpmBatasan MasalahDalam hal ini dibatasi untuk mengetahui komponen-komponen yang ada pada transmisi, fungsi dan cara kerja serta perhitungan poros, spline, naff, dengan daya dan putaran yang telah ditentukan.Metodologi PerencanaanDalam perancangan roda gigi ini penulis melakukan survei ke lapangan untuk memperoleh data pada mobil TOYOTA KIJANG ini, serta melakukan tanya jawab kepada orang yang lebih mengerti dan mengetahui tentang roda gigi ini.Sistematika PenulisanAdapun dalam perancangan ini, Penulis membuat sistematika penulisan yaitu :BAB IPendahuluanPada Bab ini membahas tentang latar belakang, tujuan, metodologi perencanaan dan sistematika penulisan.BAB IILandasan TeoriDalam Bab ini menguraikan tentang sistem transmisi roda gigi dan komponen-komponen utama serta persamaan yang diberikan dengan perhitungan perancangan roda gigi.BAB IIIPerhitungan Roda GigiDi dalam Bab ini melakukan perhitungan komponen utama, pemeriksaan kekuatan roda gigiBAB IVPerhitungan PorosPada Bab ini menguraikan perhitungan poros input, poros counter, dan poros output.BAB VPerhitungan Spline Dan BantalanDalam Bab ini melakukan perhitungan pada spline dan bantalan.BAB VIKesimpulanBAB IILANDASAN TEORIFungsi dan Kegunaan Roda GigiRoda gigi adalah suatu elemen mesin yang berfungsi untuk memindahkan atau meneruskan daya atau putaran yang tidak slip dan berlawanan arah melalui uraian bentuk serta ukuran, roda gigi juga dapat mentransmisikan putaran secara variasi, sehingga dengan demikian putaran roda gigi daspat dipercepat maupun diperlambat dengan cara perhitungan perbandingan diametri dan bentuknya. Roda gigi dapat mentransmisikan putaran ke segala arah sumbu yang diinginkan seperti : sejajar, tegak lurus atau membentuk sudut secara bervariasi maupun konstan dengan tidak mengurangi besarnya daya sebab tidak terjadi slip (kerugian putaran). Demikian juga pemeliharaan beban serta proses pembuatannya memerlukan ketelitian yang tinggi juga membutuhkan biaya yang mahal demi memperoleh kualitas roda gigi yang lebih baik.Klasifikasi Roda GigiBerdasarkan bentuknya serta kegunaannya, maka roda gigi dapat dibedakan atas :Roda Gigi LurusRoda gigi lurus fungsinya adalah untuk memberikan transmisi daya yang positif antara dua poros yang sejajar dengan sebuah perbandingan kecepatan angular (sudut yang konstan/tetap). Roda ini merupakan roda gigi yang paling dasar dengan jalur gigi yang sejajar dengan poros, dimana roda gigi ini sejajar dengan poros pada dua bidang silinder atau bidang jarak bagi dan kedua bidang silinder tersebut saling bersinggungan dan satu lagi mengelilingi roda pada gigi yang lain dengan sumber tetap sejajar.Gbr. Roda Gigi LurusRoda Gigi MiringRoda gigi miring berbeda dengan roda gigi lurus, dalam hal ini gigi yang dibuat tidak sama dengan poros yang silindris. Namun mempunyai sudut helix. Jumlah gigi yang membentuk ulir pada silinder. Jarak bagi roda gigi itu miring juga setiap jumlah pasangan membentuk saling kontak, sehingga pemindahan momen atau putaran melalui gigi-gigi tersebut berlangsung dengan halus, sehingga roda gigi sangat baik untuk mentransmisikan putaran tinggi dan daya yang besar. Roda gigi ini memerlukan bantalan aksial dan kontak roda gigi yang besar karena jalur gigi yang membentuk ulir, sehingga menimbulkan daya reaksi yang sejajar dengan poros.Gbr. Roda Gigi MiringRoda gigi miring pada gambar, mempunyai kemiringan antara 7o s/d 23o dapat ditransmisikan putaran yang paralel, beban yang ditransmisikan lebih besar daripada roda gigi halus. Hal ini dikarenakan adanya penguraian gaya dengan kemiringan tersebut dengan daya aksial dan tangensial.Roda Gigi Miring GandaRoda gigi miring ganda ini mempunyai gaya aksial yang timbul pada gigi-gigi yang mempunyai bentuk alur V yang gaya-gayanya saling meniadakan. Roda miring ganda ini mempunyai perbandingan reduksi kecepatan keliling dan daya diteruskan dan dapat diperbesar, akan tetapi melihat bentuknya dapat dipastikan sangat sukar dalam pembuatannya.Gbr. Roda Gigi Miring GandaRoda Gigi DalamPenggunaan roda gigi dalam ini, sebagai alat transmisi atau pemindah daya untuk ukuran-ukuran kecil dengan perbandingan reduksi yang besar sebab rodas gigi pinionnya terdapat dalam roda gigi pinionnya.Gambar di bawah ini memperlihatkan batang gigi yang merupakan besar profil pembuatan gigi. Dimana pemasang antara batang dengan pinionnya digunakan untuk merubah gerakan berputar menjadi gerakan lurus atau gerakan putara sebaliknya.Gbr. Roda Gigi MiringRoda Gigi KerucutTerlihat pada gambar, roda gigi kerucut mempunyai bidang jarak bagi dan bidang kerucut jaraknya terletak di titik potong sumbu poros. Roda gigi kerucut dan roda gigi lurus ini adalah yang paling mudah dibuat serta sering disebabkan perbandingan kontaknya yang kecil, serta konstruksinya tida mementingkan untuk dipasangkan bantalan pada kedua ujung porosnya, kegunaan roda gigi ini adalah untuk memindahkan getaran poros yang saling menyilang.Gbr. Roda Gigi KerucutRoda Gigi Kerucut SpiralSeperti gambar di bawah ini, roda gigi ini mempunyai perbandingan kontak dengan besar dan dapat ditransmisikan daya pada putaran yang tinggi dengan beban yang besar, dan biasanya kerucut spiral ini mempunyai sudut poros dari kedua roda gigi seperti telah dijelaskan pada roda gigi kerucut lurus.Gbr. Roda Gigi Kerucut SpiralRoda Gigi CacingPada roda gigi cacing fungsinya adalah untuk memindahkan daya dan putaran yang tinggi pada dua poros yang tidak berpotongan (tegak lurus). Batang penggerak mempunyai jenis ulir yang dipasang pada sebuah atau lebih roda gigi dan biasanya disebut roda gigi cacing. Roda gigi cacing digolongkan pada dua jenis yaitu rodas gigi cacing silindris dan globoid.Gbr. Roda Gigi Cacing SilindrisGbr. Roda Gigi Cacing GloboidSelain roda gigi tersebut. ada tiga (3) jenis roda gigi lain diantaranya adalah :Roda gigi miring silangRoda gigi hipoidRoda gigi pinion batang gigiRoda Gigi PermukaanRoda gigi ini berfungsi untuk meneruskan putara untuk perbandingan reduksi yang besar, selain dari pada itu, terdapat pula roda gigi yang berbanding kecepatan sudutnya itu dapat bervariasi, misalnya roda gigi eksentrik, roda gigi bukan lingkaran dan roda gigi lonjong, dan lain-lain.Gbr. Roda Gigi PermukaanPersamaan-persamaan pada Perhitungan Roda GigiPersamaan Ukuran Utama pada Roda GigiDalam pembahasan berikut, akan ditinjau dari beberapa persamaan-persamaan, dimana dalam hal tersebut merupakan langkah untuk melakukan perhitungan perencanaan pada roda gigi. Misalnya pada kecepatan (1) sampai dengan kecepatan reverse (R).Jarak bagi gigi (t)t = x Mdimana harga M diperoleh dari :M = ........................................................................... (pers. 2.3.1)Tebal profil gigi (h)h = .................................................................................. (pers. 2.3.2)Kelunggaran Puncak (ck)ck = 0,25 x M .............................................................................. (pers. 2.3.3)Tinggi kaki gigi (hf)hf = k x M x ck ............................................................................ (pers. 2.3.4)Harga k (faktor tinggi kepala) ditentukan. Diameter lingkaran bagi (d)d = M x Z .................................................................................... (pers. 2.3.5)Harga Z (jumlah gigi yang direncanakan) ditentukanDiameter lingkar kepala (dk)dk = (Z+2) x M ............................................................................ (pers. 2.3.6)Diameter lingkar kaki (df)df = dk 2 (hk + hf) .................................................................... (pers. 2.3.7)Persamaan Umum pada Perhitungan PorosGbr. PorosDalam hal ini penyambungan roda gigi output dengan roda gigi counter maka moment torsi terjadi pada roda gigi input. Pada saat meisn dihidupkan terjadi beban yang besar, dengan demikian diperlukan faktor koreksi rata-rata dengan daya rencana (Pd) dengan rumus sebagai berikut :Pd = P x Fc ....... .................................................................... (pers. 2.3.8)Dimana :Pd = Momen torsi rencana (T)T = 9,74 x 105 x (kg.mm) ...................................................... (pers. 2.3.9)Untuk bahan poros diambil dasri baja karbon 545c dengan kekuatan tarik () = 58 kg/mm2, maka tegangan geser yang diizinkan adalah :....... ................................................................... (pers. 2.3.10)Dimana :SF1 = Faktor pengaruh massan dan baja paduan (6,0)SF2 = Pengaruh kekerasan permukaan = (1,3 3,0) 2,3 diambilDiameter Poros (ds)ds = .......................................................... (pers. 2.3.11)dimana :kt = faktor koreksi tumbukan (1,0 / 1,5) diambil (1,2)cb = faktor lenturan (1,2 / 2,3) diambil (1,6)Pemeriksanaan kekuatan poros ....... ............................................................................. (pers. 2.3.12)Persamaan Umum untuk Perhitungan SplineDaya dan putaran mesin yang ditransimisikan melalui roda gigi kemudian dipindahkan ke poros output melalui sebuah penyambungan. Konstruksi yang sesuai untuk ini adalah sambungan dengan menggunakan spline. Spline yang direncanakan adalah jumlah alurnya (n) = 8 buah dan diameter poros output (ds) = 32 mm.Diameter Spline (D)D = mm ....... ..................................................................... (pers. 2.3.13)Dimana ds = diameter porosPanjang Spline (L)L = 1,5 . D mm ....... ................................................................. (pers. 2.3.14)Tinggi Spline (h)h = mm ....... ................................................................ (pers. 2.3.15)Lebar Spline (w)w = 0,098 . D mm ..................................................................... (pers. 2.3.16)Besar gaya pada spline (Fs)Fs = kg ................................................................................. (pers. 2.3.17)Dimana : T = momen puntir rm = jari-jari splineBesar tegangan yang terjadi pada spline ()= ..................................................................................... (pers. 2.3.18)Besar tegangan yang terjadi ()= ..................................................................................... (pers. 2.3.19)Persamaan untuk BantalanDalam perancangan ini ada tida buah bantalan yang direncanakan yaitu :Bantalan poros inputBantalan poros counterBantalan poros outputUkuran utama bantalan dapat dilihat pada tabel bantalan (Sularso dan Suga, hal 143)Tabel : Bantalan (Sularso dan Suga, 1997, hal 143)Nomor bantalanUkuran luar (mm)Kapasitas nominal dinamis spesifikC(kg)Kapasitas nominal statis spesifik Co (kg)Jenis terbukaDua sekatDua sekat tampak kantakdD Br60006001600260036004600560066001ZZ02ZZ6003ZZ04ZZ05ZZ6006ZZ6001VV02VV6003VV04VV05VV6006VV1012151720253026 828 832 935 1042 1247 1255 130,50,50,50,5111,536040044047073579010301296229263296465530740600760086009601007ZZ08ZZ6009ZZ10ZZ07VV08VV6009VV10VV3540455062 1468 1575 1680 161,51,51,51,51250131016401710915111013201430620062106202620362046205620662076208620962106200ZZ01ZZ02ZZ6203ZZ04ZZ05ZZ6206ZZ07ZZ08ZZ6209ZZ10ZZ6200VV01VV02VV6203VV04VV05VV6206VV07VV08VV6209VV10VV101215172025303540455030 932 1035 1140 1247 1452 1562 1672 1780 1885 1990 2011111,51,51,52222400535600750100011001530201023802570275023630536046063573010501430165018802100630063016302630363046305630663076308630963106300ZZ01ZZ02ZZ6303ZZ04ZZ05ZZ6306ZZ07ZZ08ZZ6309ZZ10ZZ6300VV01VV02VV6303VV04VV05VV6306VV07VV08VV6309VV10VV101215172025303540455035 1137 1242 1347 1452 1562 1772 1980 2090 23100 25110 2711,51,51,52222,52,52,5363576089510701250161020902620320041504850365450545660785108014401840320031003650Persamaan Pelumasan dan TemperaturUntuk roda gigi dengan kondisi kerja dengan putaran lebih dari 1500 rpm dengan V = 37 60 (est)V = 7,6(E) - Viskositas PelumasTemperatur KerjaBAB IIIPERHITUNGAN POROSPerhitungan Poros InputDaya dan putaran dalam rancangan ini digunakan pada mobil TOYOTA KIJANG 7k dengan data-data sebagai berikut :Daya (N)= 80 psPutaran (n)= 4800 rpmGambar 3.1. PorosDalam hal ini penyambungan roda gigi output dengan rodas gigi counter maka momen torsi terjadi pada roda gigi input. Pada saat mesin dihidupkan terjadi beban yang besar, dengan demikian diperlukan faktor koreksi rata-rata dengan daya rencana (Pd) adalah sebagai berikut dengan menggunakan persamaan 2.3.8. yaitu :Pd = P . FcDimana :1 Ps = 0,735 kW P = 80 x 0,735 kW = 58,8 kWFc = Factor keamanan = 0,8 / 1,2 (daya rata-rata) tabel 4.1 = diambil (1,1)Sehingga :Pd = P . Fc = 58,8 x 1,1 = 64,68 kWTabel 3.1. Faktor Keamanan (Sularso, 1997)Daya yang akan ditransmisikanFcDaya rata-rata yang diperlukanDaya maksimum yang diperlukanDaya normal1,2 2,00,8 1,21,0 1,5Untuk menghitung momen Torsi (T) dari persamaan 2.3.9.T = 9,74 x 105 kg . mm = 9,74 x 105 kg . mm = 13124,65 kg . mmDalam perancangan ini bahan poros diambil dari baja karbon konstruksi mesin yang disebut bahan S-C yaitu baja steel (S40C) dengan kekuatan tarik 55 kg/mm2. Sularso 1997Maka Dimana :SF1 = kekuatan yang dijamin, bahan S-C (6,0)SF2 = 1,3 / 3,0 (diambil 2,0)Maka : = 4,58 kg/mm2Tabel 3.2. Baja Karbon untuk Konsruksi Mesin (Sularso, 1997)Standar dan macamLambangPerlakuan panasKekuatan tarik (kg/mm2)Keterangan Baja karbon konstruksi mesin (JIS G 4501)S30CS35CS40CS45CS50CS55CPenormalanPenormalanPenormalanPenormalanPenormalanpenormalan485255586266Batang baja yang difinis dinginS35C-DS45C-DS55C-D---536072Ditarik dingin, digerinda, dibubut, atau gabungan antara hal-hal tersebutUntuk mengukur diameter poros dari persamaan 2.3.11Ds = Dimana :Ds = diameter porosCb = faktor koreksi pada pemakaian beban lentur (1,2 / 2,3) diambil 2,0Kt = faktor koreksi untuk kejutan = 1,5 / 3,0 : jika terjadi kejutan yang besar diambil (1,5)MakaDs = = 23,58 = 24 mm sesuai (dengan tabel 1,7 hal 9. Sularso)Tabel 3.3. Diameter Poros (Sularso, 1997)(Satuan mm)44,55*5,66*6,37*7,1891011*11,212*12,514(15)16(17)18192022*22,424252830*31,53235*35,5384042454850555660636570717580859095100(105)110*112120125130140150160170170180190190200220*224240250260280300315320340*355360380400420440450460480500530560600630Keterangan :Tanda * menyatakan bahwa bilangan yang bersangkutan dipilih dari bilangan standar.Bilangan didalam kurung hanya dipakai untuk bagian dimana akan dipasang bantalan gelinding. Perhitungan Poros CounterDaya (P) = 80 psPutaran (n) = 3428 (sesuai dengan putaran yang terjadi pada poros counter)Daya sebenarnyaP = 80 . 0,735 kW = 58,8 kWDaya rencanaPd = Fc . P = 1,1 . 58,8 kW = 64,68 kWMomen puntir rencanaT = 9,74 x 105 = 9,74 x 105 = 18377,57 kg.mmBahan poros direncanakan S45C dengan = 58 kg/mm2Maka Dimana : SF1 = diambil 6,0 SF2 = diambil 2,0Maka : = 4,83 kg/mm2Diameter poros Ds = = = 38,75 mmSehingga diameter poros diambil 38 (Sularso, 1997)Pemeriksaan kekuatan poros= = 1,708 kg/mm24,83 kg/mm2 1,708 kg/mm2. Poros layak digunakan.Perhitungan Poros OutputPada poros output, putaran yang terjadi berubah-ubah sesuai dengna kecepatan yang dikehendaki, putaran yang tertinggi pada poros output yaitu speed 5 dengan putaran n = 5640 rpmDaya yang dipindahkan Daya (P) = 80 psPutaran (n) = 5640 rpmDaya rencanaPd = Fc . P = 1,1 . 58,8 kW = 64,68 kWMaka :T = 9,74 x 105 = 9,74 x 105 = 10154,46 kg.mmBahan yang direncanakan S45C dengan = 58 kg/mm2Maka Dimana : SF1 = diambil 6,0 SF2 = diambil 2,0Maka : = 4,83 kg/mm2Diameter poros Ds3 = = = 31,8 mm = 32 (sesuai dengan table 1,7 hal 9 Sularso)Pemeriksaan kekuatan poros= = 1,58 kg/mm2Maka :4,83 kg/mm2 1,58 kg/mm2. Poros layak digunakan.BAB IVSPLINE DAN BANTALANPerhitungan SplineLrsDhWLrsDhWGambar Spline Spline yang direncakan atau ketentuan ukuran dari splineZ = jumlah spline = 8 buahh = tinggi spline = D ds/2Ws = lebar spline = 0,098 . DD = Diameter spline = ds / 0,81Diameter poros (diambil ds = 32 mm)Dimana ds = 0,81 . Djadi D = = = 39,5 mmMaka L = panjang splineL = 1,5 . D = 1,5 . 39,5 = 59,25 mmhs = = = 3,75 mmWs = 0,098 . D = 0,098 . 39,5 = 3,87 mmJari-jari (rm) dapat dihitung dengan menggunakan persamaan :rm = ............................... (Sularso hal 59) = = 17,87 mmBesar gaya pada spline adalah Fs = Dimana :T = momen puntir (10154,46 kg.mm)Fs = besar gaya yang bekerja (kg)Fs = = 568,24 kgBesar tegangan tumbukan yang terjadi pada spline () adalah :Dimana :Fb = Gaya yang diterima oleh masing-masing spline (kg)Ac = Luas yang mengalami tumbukan (mm2)Fb = == 71,03 kgAc = h . L = 3,75 x 59,25 = 222,18 mm2Maka : = 0,319 kg/mm2Tegangan gesek yang terjadi () adalah :Dimana :Aq = Luas bidang yang mengalami gesekanAq = W . L = 3,87 x 59,25 = 229,29 mm2Maka : = 0,309 kg/mm2Pemeriksaan tegangan kombinasi, maka tegangan kombinasi yang terjadi () adalah : kg/mm2Bahan poros dan spline diambil sama dengan kekuatan tarik =58 kg/mm2 (S45C)Maka tegangan tarik izin adalah () = 4,83 kg/mm2Dimana : = 4,83 kg/mm2 0,45 kg/mm2 maka konstruksi spline layak digunakan.Perhitungan Bantalan (Bearing)DBDBBantalan merupakan tempat dudukan dari poros. Ukuran-ukuran bantalan dapat disesuaikan berdasarkan diameter poros. Dalam perancangan ini ada tiga buah bantalan yaitu :bantalan poros inputbantalan poros counterbantalan poros outputBantalan poros inputUkuran-ukuran utama pada bantalan dapat dilihat pada tabel bantalan (Sularso dan Suga hal 143). Untuk diameter poros 24 mm diperoleh sebagai berikut :Diameter dalam (d)= 24 mmDiameter luar (D)= 47 mmTebal bantalan (B)= 12 mmJari-jari (r)= 1 mmKapasitas nominal statis spesifik co= 530 kgBantalan poros counterDengan diameter poros 38 mmDiameter dalam (d)= 38 mmDiameter luar (D)= 68 mmTebal bantalan (B)= 15 mmJari-jari (r)= 1,5 mmKapasitas nominal statis spesifik co= 1110 kgBantalan poros outputDengan diameter poros 32 mmDiameter dalam (d)= 32 mmDiameter luar (D)= 55 mmTebal bantalan (B)= 13 mmJari-jari (r)= 1,5 mmKapasitas nominal statis spesifik co= 740 kgJenis-jenis bantalan yang dipakai adalah :Untuk bantalan poros input dipakai jenis terbuka 6005Untuk bantalan poros counter dipakai jenis terbuka 6008Untuk bantalan poros output dipakai jenis terbuka 6006Tabel Bantalan (Sularso dan Suga 1997, hal 143)Nomor bantalanUkuran luar (mm)Kapasitas nominal dinamis spesifikC(kg)Kapasitas nominal statis spesifik Co (kg)Jenis terbukaDua sekatDua sekat tampak kantakdD Br600060016002600360046005600660076008600960106001ZZ02ZZ6003ZZ04ZZ05ZZ6006ZZ07ZZ08ZZ6009ZZ10ZZ6001VV02VV6003VV04VV05VV6006VV07VV08VV6009VV10VV101215172025303540455026 828 832 935 1042 1247 1255 1362 1468 1575 1680 160,50,50,50,5111,51,51,51,51,5360400440470735790103012501310164017101296229263296465530740915111013201430620062106202620362046205620662076208620962106200ZZ01ZZ02ZZ6203ZZ04ZZ05ZZ6206ZZ07ZZ08ZZ6209ZZ10ZZ6200VV01VV02VV6203VV04VV05VV6206VV07VV08VV6209VV10VV101215172025303540455030 932 1035 1140 1247 1452 1562 1672 1780 1885 1990 2011111,51,51,52222400535600750100011001530201023802570275023630536046063573010501430165018802100630063016302630363046305630663076308630963106300ZZ01ZZ02ZZ6303ZZ04ZZ05ZZ6306ZZ07ZZ08ZZ6309ZZ10ZZ6300VV01VV02VV6303VV04VV05VV6306VV07VV08VV6309VV10VV101215172025303540455035 1137 1242 1347 1452 1562 1772 1980 2090 23100 25110 2711,51,51,52222,52,52,5363576089510701250161020902620320041504850365450545660785108014401840320031003650BAB VPERHITUNGAN RODA GIGIMerencanakan sistem transmisi pada roda gigi yaitu sebuah desain roda gigi yang digunakan untuk meneruskan daya dan putaran dari mesin dimana rancangan ini digunakan pada mobil TOYOTA KIJANG 7K dengan daya sebagai berikut :Daya (N)= 80 psPutaran (n)= 4800 rpmDimana daya (N) merupakan daya yang ditransmisikan dan putaran maksimum per menit berasal dari mesin penggerak, sehingga pemindahan daya dan putaran direncanakan dengan transmisi roda gigi secara bertingkat dengan perbandingan kecepatan berikut :Speed Perbandingan putaranI3,928:1rpm mesin : rpm outputII2,142:1rpm mesin : rpm outputIII1,397:1rpm mesin : rpm outputIV1,000:1rpm mesin : rpm outputV0,851:1rpm mesin : rpm outputR 4,743:1rpm mesin : rpm outputDalam hal ini, perbandingan penyambungan roda gigi output dengan roda gigi counter, maka momen torsinya terjadi pada poros input, pada saat mesin distart terjadi beban yang besar sehingga memerlukan daya yang besar pada saat di start.Dengan demikian sering digunakan koreksi rata-rata dengan daya yang diperlukan (direncanakan).Tabel 5.1. Faktor Koreksi yang DitransmisikanDaya yang ditransmisikanFcDaya rata-rata yang diperlukanDaya maksimum yang diperlukanDaya normal1,2 2,00,8 1,21,0 1,5Dimana : Daya (N)= 80 psPutaran (n)= 4800 rpmDengan faktor koreksi (Fc) = 1,2 2,0 = (1,9) diambilPd = Fc x PPd = 1,8 x 80 Ps = 152 PsDari spesifikasi telah diketahui bahwa torsi maksimum (max torque) SAE-NET adalah diperoleh dari spesfikasi :T2 Momen torsi rencana (Mt)Mt = 71620 = 2267,96 kg.mmDari perhitungan diatas diperoleh Td < Tmax, sehingga konstruksi dapat aman untuk digunakan : Td = 11,9135 kg.m / 4800 rpm < Tmax = 8,8 kg.m / 4800 rpm. Selanjutnya untuk mendapatkan harga modul yang sesuai dengan standart JIS dapat dilihat pada Tabel 2.2, dimana dalam pemakaian modul ini dapat menjadi ukuran roda gigi dalam pemilihan. Dianjurkan untuk mengambil modul dari seri pertama dan memungkinkan untuk menghindari seri kedua atau ketiga. Untuk menghemat biaya pengadaan pahatnya.Tabel 5.2. Harga Modul Standart (JIS B 1701 1973)Seri ke-1Seri ke-2Seri ke-3Seri ke-1Seri ke-2Seri ke-30,10,20,30,40,50,60,811,251,522,530,150,250,350,450,550,70,750,91,752,252,750,653,25456810121620253240503,54,55,579111418222836453,756,5Pada tabel 3.3. Adalah faktor bentuk gigi. Pada tabel ini diberi harga-harga untuk profil roda gigi sesuai dengan standar dengan sudut tekanan 20o.Tabel 5.3. Faktor Bentuk Gigi untuk Profil Roda Gigi dengan Sudut Tekanan 20oJumlah Gigi ZYJumlah Gigi ZY101112131415161718192021230,2010,2260,2450,2610,2760,2890,2950,3020,3080,3140,3200,3270,333252730343843506075100150300Batang gigi0,3390,3490,3580,3710,3830,3960,4080,4210,4340,4460,4590,4710,484Ukuran Utama Roda GigiUkuran Utama Roda Gigi (4)Jarak bagi gigi (t)T4 = = = 7,85 mmHarga M dapat dicari dengan cara menggunakan persamaan 2.3. yaitu :M = Dimana :M = modulTd = Torsi rencana (kg.m)= Kekuatan tarik bahan (sc 45c)Z = Jumlah gigiJadi : M = = 1,37 (diambil 1,4)Tebal profil gigi (h)Diperoleh dari persamaan 2.3.2.hb = = = 2,2 mmKelonggaran puncak (ck)Diperoleh dari persamaan 2.33ck6 = 0,25 x M = 0,25 x 1,4 = 0,35 mmTinggi kepala gigi (hc)Hc6 = M = 1,4 mmTinggi kaki gigi (hf)Didapat dari persamaan 2.3.4. yaitu :hf4 = k x M x ck4 = 1 x 1,4 x 0,35(k = faktor tinggi kepala = 1) = 1,75 mmTinggi profil gigi (H)H4 = 2 x M + ck4 = 2 x 1,4 + 0,35 = 3,15 mmLebar gigi (b)bb = 7 x M = 7 x 1,4 = 9,8 mm = 10 mm (6 - 10mm) diambilDiameter lingkaran bagi (d) didapat persamaan dari 2.3.5d4 = M x Z4 = 1,4 x 15(Z4 = jumlah gigi yang direncanakan) = 21 mmDiameter lingkaran kepala (dk) dengan menggunakan persamaan 2.3.6dk4 = (Z+2) x M = (15+2) x 1,4 = 23,8 mmdf4 = 23,8 2 (1,4+1,75) = 17,5 mm = 18 mmUkuran Utama Counter Gear (A)Dimana roda gigi (4) dan counter (A) merupakan perpanjangan dan menggunakan modul yang sama, maka ukuran counter gear A.Diameter lingkaran bagi (d)dA = M x ZA = 1,4 x 21 = 29,4 mm(Z = jumlah gigi yang direncanakan = 21)Diameter lingkaran kepaladFA = dA 2 (hkA + hF6) = 29,4 2(1,4 + 1,75) = 23,1 mmDiameter lingkaran kepala dkA = (ZA + 2) M = (21 + 2) 1,4 = 32,2 mmJarak sumbu poros gigi yang berpasangan (a)a = = = 25,2 mmPutaran counter gear AnA = = = 3428,6 rpmSehingga perbandingan putaran didapatn = 4800 rpm, nA = 3428,6 rpmUkuran Utama Roda Gigi yang dipakai pada Kecepatan 1Roda gigi yang dipakai poros output dikaitkan dengan roda gigi yang dipasang pada poros gear atau roda gigi (1) yang terpasang dengan counter gear (D). Pemindahan daya dan putaran dengan roda gigi akan menimbulkan kerugian atau kehilangan sebagian daya oleh gesekan yang terjadi pada roda gigi yang berpasangan tersebut. kerugian gesekan akibat pemindahan daya dengan sistem roda gigi tersebut dengan rendemen pemindahan roda gigi. = 98,36 % = 0,98Sehingga daya yang diteruskan counter gear (E) adalah Pd E = Pd x = 152 x 0,98 = 148,96 psJadi daya yang hilang akibat gesekan itu adalah := Pd PdE= 152 148,96= 3,04 psPutaran counter gear D (n) adalah nA = nD = 3428,6 rpmmaka momen torsi yang terjadi pada counter gear (E) dan roda gigi (1)Mt = 71620 x = 71620 x = 3175,7 kg.mmUkuran Utama Roda Gigi 1Karena counter gear D berpasangan dengan rodas gigi 1 maka ukuran roda giginya sama yaitu :t1 = 6,28 mmhF1 = 2,5 mmh1 = 3,14 mmH1 = 4,5 mmck1 = 0,5 mmb1 = 14 mmhk1 = 2 mmDiameter lingkaran bagi (d)d1 = M x Z1 Z1 (jumlah roda gigi I = 21) = 1,4 x 21 = 29,4 mmDiameter lingkaran kepala (dk)dk1 = (Z1 + 2) x M = (21 + 2) x 1,4 = 32,2 mmDiameter lingkar kaki (dF)dF1 = dk1 2 (hc1 + hF1) = 28 2 (2 + 2,5) = 117 mmJarak sumbu poros yang berpasangan (a)a1 = = = 26,7 mmPutaran roda gigi (1)= 3,928 Perbandingan ratio 3,928 : 1n = 873 rpmMaka dapat disimpulkan bahwa putaran yang terjadi pada roda gigi satu (1) adalah :n = 4800 rpmnA = nE = 3428,6 rpmn1 = 873 rpmUkuran Utama yang dipakai untuk Kecepatan IIRoda gigi yang berpasangan adalah counter gear D dan pada roda gigi 2 yang berputar bersama-sama. Putaran counter gear D sama dengan putara counter gear A.Dimana :n = 4800 rpmnA = 3428 rpmUkuran Utama Counter Gear CJarak bagi gigi (t)tD = = = 6,28 mmDimana harga M dapat dicari dengan caraM = Dimana : M = modulTd = torsi rencana (kg.m)Zd = jumlah gigi di D (direncanakan 21)Tb = kekuatan tarik bahan (sc45c), diambil 58 kg/mJadi : M = = 1,2 mm (diambil 1 mm)Tebal profil gigi (h)hD = = = 3,14 mmKelonggaran puncak (ck)ck = 0,25 x M = 0,25 x 2 = 0,5 mmTinggi kepala gigi (hk)hkD = M = 2 mmTinggi kaki gigi (hF)hFD = k x (M + ckc) = 2 x (2 + 0,5) = 5 mmTinggi profil (H)HD = 2 x M + ckc = 2 x 2 + 0,5 = 4,5 mmLebar gigi (b)bD = 7 x M (6 / 10) diambil 7 = 7 x 2 = 14 mmDiameter lingkaran bagi (d)dD = m x Zc (Zc = jumlah gigi C = 13) = 2 x 13 = 26 mmDiameter lingkaran kepala (dk)dkD = (ZC + 2) x M = (13 + 2) x 2 = 30 mmDiameter lingkaran kaki (dF)dFD = dkC 2 (hkC + HfC) = 30 2 (2 + 5) = 196 mmUkuran Utama Roda Gigi IIKarena counter gear D berpasangan dengan roda gigi II maka ukuran roda gigi sama yaitu :t2 = 6,28 mmh2 = 3,14 mmck2 = 0,5 mmhk2 = 2 mmhF2 = 5 mmb2 = 14 mmDiameter lingkar bagi (d)d2 = M x Z2(Z2 = jumlah gigi direncakan 19) = 2 x 19 = 38 mmDimana harga M dapat dicari dengan cara :M = = = 1,3 mm diambil = 2 mmDiameter lingkaran bagi (dk)dk2 = (Z2 + 2) . M Z2 (jumlah roda gigi 2)= 19 = (19 + 2) . 2 = 42 mmDiameter lingkaran kaki (dF)dF2 = dk2 2 (hk2 + hF2) = 42 2 (2 + 5) = 280 mmJarak sumbu poros yang berpasangan (a)a = = = 32 mmTinggi profil (H)H2 = 2 x M + ckE = 2 x 2 + 0,5 = 4,5 mmPutaran roda gigi IIKecepatan putaran antara poros mesin dengan poros output dimana perbandingan rasionya adalah : 2,142 : 1, sehingga = 1= 2,142 n2 = 1600 rpmUkuran yang dipakai untuk Kecepatan IIIPemindahan daya dimana roda gigi 3 berhubungan langsung dengan counter gear c dan berputar bersama-sama dengan counter gear A yaitu :nA = nC = 3428 rpm dan modul yang digunakan M = 3Ukuran Utama Counter Gear CJarak bagi gigi (t)tC = x M = x 3 = 9,42 mmTebal profil gigi (h)hC = x M/2 = x 3/2 = 4,71 mmKelonggaran puncak (ck)ckC = 0,25 x M = 0,25 x 3 = 0,75 mmTinggi kepala gigi (hk)hkC = M = 3 mmTinggi kaki gigi (hF)hFC = k x M + ckC k (faktor tinggi kepala = 1) = 1 x 3 + 0,75 = 3,75 mmTinggi profil gigi (H)HC = 2 x M + ckC = 2 x 3 + 0,75 = 6,75 mmLebar gigi (b)bC = 7 x M (6 10 mm), diambil 7 mm = 7 x 3 = 21 mmDiameter lingkar bagi (d)dC = M x ZC ZC (jumlah gigi roda gigi C) = 14 = 3 x 14 = 42 mmDiameter lingkar kepala (dk)dkC = (ZC + 2) . M = (14 + 2) . 3 = 48 mmDiameter lingkar kaki (dF)dFC = dkC 2 (hkC + hFC) = 48 2 (3 + 3,75) = 34,5 mmUkuran Utama Roda Gigi IIIKarena counter gear berpasangan dengan roda gigi 3. maka ukuran gigi-giginya sama yaitu :t3 = 9,42 mmh3 = 4,71 mmck3 = 0,75 mmhk3 = 3 mmhF3 = 3,75 mmH3 = 6,75 mmb2 = 21 mmDiameter lingkar bagi (d)D3 = M x Z3(Z3 = jumlah roda gigi 3 = 17) = 3 x 17 = 51 mmDimana harga M dapat dicari dengan cara :M = = = 1,4 mm diambil = 2 mmDiameter lingkaran bagi (dk)dk3 = (Z3 + 2) . M = (17 + 2) . 2 = 38 mmDiameter lingkaran kaki (dF)dF3 = dk3 2 (hk3 + hF3) = 38 2 (3 + 3,76) = 24,5 mmJarak sumbu poros yang berpasangan (a)a = = = 46,5 mmPutaran pada roda gigi 3 n3 = 2454 rpmJadi perbandingan putarannya adalah n = 4800 rpmnA = nC = 3428 rpmn3 = 2454 rpmUkuran yang dipakai untuk Kecepatan IVPemindahan shincronizer (9) mendekati gigi 4 yang berhubungan dengan counter gear B dan berputar bersama-sama dengan putaran counter gear A yakni :nA = nB = 3428 rpm dan modul yang digunakan (M = 3).Ukuran Utama Counter Gear BJarak bagi gigi (t)tB = x M = x 3 = 9,42 mmTebal profil gigi (h)hB = x M/2 = x 3/2 = 4,71 mmKelonggaran puncak (ck)ckB = 0,25 x M = 0,25 x 3 = 0,75 mmTinggi kepala gigi (hC)hCB = M = 3 mmTinggi kaki gigi (hF)hFB = k x M + ckB k (faktor tinggi kepala = 1) = 1 x 3 + 0,75 = 3,75 mmTinggi profil gigi (H)HB = 2 x M + ckB = 2 x 3 + 0,75 = 6,75 mmLebar gigi (b)BB = 7 x M (6 10 mm), diambil 7 mm = 7 x 3 = 21 mmDiameter lingkar bagi (d)dB = M x ZB ZB (jumlah gigi roda gigi 4 = 15) = 3 x 15 = 45 mmDiameter lingkar kepala (dk)dkB = (ZB + 2) . M = (15 + 2) . 3 = 51 mmDiameter lingkar kaki (dF)dFB = dkB 2 (hkB + hFB) = 51 2 (3 + 3,75) = 37,5 mmUkuran Utama Roda Gigi IIIKarena counter gear B berpasangan dengan roda gigi A. Maka ukuran gigi dan jumlah giginya sama yaitu Z = 15t4 = 9,42 mmh4 = 4,71 mmck4 = 0,75 mmhk4 = 3 mmhF4 = 3,75 mmH4 = 6,75 mmB4 = 21 mmDiameter lingkar bagi (d)D4 = M x Z4(jumlah roda gigi diambil = 15) = 3 x 15 = 45 mmDiameter lingkar kepala (dk)dk4 = dk4 2 (hk4 + hF4) = 51 2 (3 + 3,75) = 37,5 mmdF4 = dk4 2 (hk4 + hF4) = 37,5 2 (3 + 3,75) = 239,625 mmJarak sumbu poros yang berpasangan (a)da = = = 45 mmPutaran pada roda gigi 4 n4 = 3428 rpmJadi perbandingan roda giginya adalah n = 4800 rpmnA = nB = 3428 rpmnA = 3428 rpmUkuran yang dipakai untuk Kecepatan VUntuk kecepatan 5, putaran ditransmisikan langsung dari poros output mesin, ke posisi roda gigi tanpa bantuan dari counter gear.Ukuran Utama Roda Gigi VJarak bagi gigi (t)t5 = x M = x 3 = 9,42 mmDimana harga M dapat dicari dengan cara :M = = = 1,5 mm diambil = 3 mmTebal profil gigi (h)h5 = x M/2 = x 3/2 = 4,71 mmKelonggaran puncak (ck)ck5 = 0,25 x M = 0,25 x 3 = 0,75 mmTinggi kepala gigi (hC)hC5 = M = 3 mmTinggi kaki gigi (hF)hF5 = k x M + ck5 k (faktor tinggi kepala = 1) = 1 x 3 + 0,75 = 3,75 mmTinggi profil gigi (H)H5 = 2 x M + ck5 = 2 x 3 + 0,75 = 6,75 mmLebar gigi (b)B5 = 7 x M (6 10 mm), diambil 7 mm = 7 x 3 = 21 mmDiameter lingkar bagi (d)d5 = M x Z5 = 3 x 14 = 42 mmDiameter lingkar kepala (dk)dk5 = (dkA + 2) . M = (14 + 2) . 3 = 48 mmDiameter lingkar kaki (dF)dF5 = dkA 2 (hk5 + hF5) = 48 2 (3 + 3,75) = 35 mmPutaran pada roda gigi 5 N5 = 5640 rpmJadi perbandingan putarannya adalah n = 4800 rpmn5 = 5640 rpmBAB VIKESIMPULANDari hasil perancangan roda gigi ini dan hasil literatur telah diperoleh ukuran-ukuran dan komponen yang direncanakan sebagai berikut :Daya (N) : 80 PsPutaran (n) : 4800 rpmDimana telah diperoleh ukuran-ukuran serta harga-harga dari spesifik diatas adalah sebagai berikut :Hasil Perhitungan PorosPoros inputBahan poros= S40CMomen torsi (T)= 13124,65 kg.mmDiameter poros (ds)= 24 mmTegangan yang diizinkan ()= 4,83 kg/mm2Poros counterBahan poros= S45CMomen torsi (T)= 18377,57 kg.mmDiameter poros (ds)= 38 mmTegangan yang diizinkan ()= 4,83 kg/mm2Poros outputBahan poros= S40CMomen torsi (T)= 10154,46 kg.mmDiameter poros (ds)= 32 mmTegangan yang diizinkan ()= 4,83 kg/mm2Hasil Perhitungan SplineBahan spline= S45CPanjang spline (L)= 59,25 mmDiameter spline (D)= 39,5 mmLebar spline (W)= 3,87 mmTinggi spline (h)= 3,75 mmBesar gaya pada spline (Fs)= 568,24 kgTegangan tumbukan pada spline ()= 0,319 kg/mm2Perhitungan BantalanBantalan Poros inputDiameter dalam (d)= 24 mmDiameter luar (D)= 47 mmTebal bantalan (B)= 12 mmJari-jari (r)= 1 mmKapasitas nominal statis spesifik (Co)= 530 kgBantalan Poros counterDiameter dalam (d)= 38 mmDiameter luar (D)= 68 mmTebal bantalan (B)= 15 mmJari-jari (r)= 1,5 mmKapasitas nominal statis spesifik (Co)= 1110 kgBantalanPoros outputDiameter dalam (d)= 32 mmDiameter luar (D)= 55 mmTebal bantalan (B)= 13 mmJari-jari (r)= 1,5 mmKapasitas nominal statis spesifik (Co)= 740 kgPerhitungan Roda GigiUkuran utama roda gigi Ukuran utama roda gigi (4)Jarak bagi gigi (t)= 7,85 mmTebal profil gigi (h)= 2,2 mmKelonggaran puncak (ck)= 0,35 mmTinggi kepala gigi(hc)= 1,4 mmTinggi kaki gigi (hF)= 1,75 mmTinggi profil gigi (H)= 3,15 mmLebar gigi (b)= 10 mmDiameter lingkar bagi (d)= 21 mmDiameter lingkar kepala (dk)= 18 mmUkuran utama counter gigi (A)Diameter lingkar bagi (d)= 29,4 mmDiameter lingkar kaki (dF)= 23,1 mmDiameter lingkar kepala (dk)= 32,2 mmJarak sumbu poros gigi yang berpasangan (a)= 25,2 mmPutaran counter gear A(n)= 3428,6 rpmUkuran utama roda gigi pada kecepatan 1Ukuran utama counter gear DJarak bagi gigi (t)= 6,28 mmTebal profil gigi (h)= 3,14 mmKelonggaran puncak (ck)= 0,5 mmTinggi kepala gigi(hc)= 2 mmTinggi kaki gigi (hF)= 5 mmTinggi profil gigi (H)= 4,5 mmLebar gigi (b)= 14mmDiameter lingkar bagi (d)= 26 mmDiameter lingkar kepala (dk)= 30 mmDiameter lingkar kaki (dF)= 196 mmUkuran utama roda gigi 2Diameter lingkar bagi (d)= 38 mmDiameter lingkar kaki (dF)= 280 mmDiameter lingkar kepala (dk)= 42 mmJarak sumbu poros gigi yang berpasangan (a)= 32 mmTinggi profil (H)= 4,5 mmPutaran roda gigi (n)= 160 rpmUkuran utama roda gigi pada kecepatan 3Ukuran utama counter gear CJarak bagi gigi (t)= 9,42 mmTebal profil gigi (h)= 4,71 mmKelonggaran puncak (ck)= 0,75 mmTinggi kepala gigi(hc)= 3 mmTinggi kaki gigi (hF)= 3,75 mmTinggi profil gigi (H)= 6,75 mmLebar gigi (b)= 21 mmDiameter lingkar bagi (d)= 42 mmDiameter lingkar kepala (dk)= 48 mmDiameter lingkar kaki (dF)= 34,5 mmUkuran utama roda gigi 3Diameter lingkar bagi (d)= 51 mmDiameter lingkar kaki (dF)= 24,5 mmDiameter lingkar kepala (dk)= 38 mmJarak sumbu poros gigi yang berpasangan (a)= 46,5 mmPutaran roda gigi (n)= 2454 rpmUkuran utama roda gigi pada kecepatan 4Ukuran utama counter gear Jarak bagi gigi (t)= 9,42 mmTebal profil gigi (h)= 4,71 mmKelonggaran puncak (ck)= 0,75 mmTinggi kepala gigi(hc)= 3 mmTinggi kaki gigi (hF)= 3,75 mmTinggi profil gigi (H)= 6,75 mmLebar gigi (b)= 21 mmDiameter lingkar bagi (d)= 45 mmDiameter lingkar kepala (dk)= 51 mmDiameter lingkar kaki (dF)= 37,5 mmUkuran utama roda gigi 4Diameter lingkar bagi (d)= 45 mmDiameter lingkar kaki (dF)= 239,625 mmDiameter lingkar kepala (dk)= 37,5 mmJarak sumbu poros gigi yang berpasangan (a)= 45 mmPutaran roda gigi (n)= 3428 rpmPerhitungan Pelumasan dan TemperaturUntuk roda gigi kondisi kerja dengan putaran lebih dari 1500 rpm dengan :V = 37 60 (est)Dimana E 3,2 (diambil 7)Viskositas dinamik mPa . sTemperatur kerja T = 42,3 oCMaka :Minyak pelumas yang cocok utnuk roda gigi ini adalah SAE 70.DAFTAR PUSTAKASularso dan Suga, K, 1997, Dasar Perencanaan dan Pemilihan Elemen Mesin, Edisi ke 9, PT. Pradya Pramitya, Jakarta.Umar Sukrisno J. 1984, Bagian-bagian Mesin dan Merencana, Penerbit Erlangga, Jakarta.\Jhosepeshir Lengen, 1991, Dasar Konstruksi Mesin Edisi 4 Jilid I, Penerbit Erlangga, Jakarta.Jack Steck, 1993, Elemen Konstruksi Bangunan Mesin, Edisi 21, Penerbit Erlangga, Jakarta.Suratman M., 1998, Menggambar Teknik Mesin, Penerbit Pustaka Grafika, Bandung.