Roda Gigi 11

8/11/2019 Roda Gigi 11

1/72

RANGKUMAN RODA GIGIINDRA SAPUTRA, ST

RODA GIGI

Jika dari dua buah roda berbentuk silinder atau kerucut yang saling bersinggungan padakelilingnya salah satu diputar maka yang lain akan ikut berputar pula. Alat yang menggunakan

cara kerja semacam ini untuk mentransmisikan daya disebut roda gesek. Cara ini cukup baikuntuk meneruskan daya kecil dengan putaran yang tidak perlu tepat.

Guna mentransmisikan daya besar dan putaran yang tepat tidak dapat dilakukan denganroda gesek. Untuk ini, kedua roda tersebut harus dibuat bergigi pada kelilingnya sehingga

penerusan daya dilakukan oleh gigi-gigi kedua roda yang saling berkait. Roda bergigisemacam ini, yang dapat berbentuk silinder atau kerucut, disebut roda gigi.

Di luar cara transmisi di atas, ada pula cara lain untuk meneruskan daya, yaitu dengansabuk atau rantai. Namun demikian, transmisi roda gigi mempunyai keunggulan dibandingkandengan sabuk atau rantai karena lebih ringkas, putaran lebih tinggi dan tepat, dan daya lebih

besar. Kelebihan ini tidak selalu menyebabkan dipilihnya roda gigi di samping cara yang lain,karena memerlukan ketelitian yang lebih besar dalam pembuatan, pemasangan, maupun

pemeliharaannya. Pemakaian roda gigi sebagai alat transmisi telah menduduki tempatterpenting di segala bidang selama 200 tahun terakhir ini. Penggunaannya dimulai dari alat

pengukur yang kecil dan teliti seperti jam tangan, sampai roda gigi reduksi pada turbin besaryang berdaya puluhan megawatt.

Dalam bab ini, akan dibahas lebih dahulu penggolongan roda gigi, dan kemudian akandiuraikan nama setiap bagian roda gigi, cara menyatakan ukuran roda gigi, dan peristilahan,untuk roda gigi lurus yang merupakan roda gigi paling dasar di aniara yang lainnya. Dalam hal

profil gigi, di sini hanya akan dibicarakan profil gigi involut atau evolven saja, karena profil ini

hanya satu-satunya yang dipakai secara umum. Dalam hal "roda gigi dengan perubahankepala" (atau modifikasi kepala) dan per-hitungan kekuatan roda gigi, akan diperkenalkanmetoda perencanaan terbaru secara terperinci, dengan bantuan diagram aliran.

Dalam hal roda gigi kerucut, kita hanya akan membatasi pada roda gigi kerucut lurusdengan gigi tirus Gleason. Sedangkan untuk roda gigi cacing, akan diuraikan metoda

perencanaan pada roda gigi cacing silinder, yang merupakan bentuk paling dasar.Di samping hal-hal di atas, akan diberikan pula cara pemilihan roda gigi reduksi "cycle"

yang pemakaiannya telah diperkenalkan baru-baru ini.

6.1 Klasifikasi Roda Gigi Roda gigi diklasifikasikan seperti dalam Tabel 6.1, menurut letak poros, arah putaran,dan bentuk jalur gigi. Roda-roda gigi terpenting yang disebutkan di atas, diperlihatkan dalamGambar 6.1.

Roda gigi dengan poros sejajar adalah roda gigi di mana giginya berjajar pada dua bidangsilinder (disebut "bidang jarak bagi"); kedua bidang silinder tersebut bersinggungan dan yangsatu menggelinding pada yang lain dengan sumbu tetap sejajar. Roda gigi lurus (a) merupakanroda gigi paling dasar dengan jalur gigi yang sejajar poros.

8/11/2019 Roda Gigi 11

2/72


Tabel 6.1Klasitikasi roda gigi.

Letak poros Roda gigi Keterangan

Roda gigi dengan poros sejajar

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

(Klasifikasi atas dasar bentuk alur gigi)

Roda gigi luarRoda gigi dalam dan pinyon, (d)Batang gigi dan pinyon, (e)

Arab putaran berlawananArab putaran samaGerakan lurus dan berputar

Roda gigi dengan poros berpotongan

Roda gigi kerucut lurus, (f)Roda gigi kerucut spiral, (g)Roda gigi kerucut ZEROL

Roda gigi kerucut miringRoda gigi kerucut miring ganda

(Klasifikasi atas dasar bentuk jalur gigi)

Roda gigi permukaan dengan poros berpotongan (h)

(Roda gigi dengan poros berpotongan berbentukistimewa

Roda gigi dengan poros silang

Roda gigi miring silang, (i)Batang gigi miring silang

Kontak titik Gerakan lurusdan berputar

Roda gigi cacing silindris, (j)Roda gigi gacing selubung

ganda (globoid), (k)Roda gigi cacing sampingRoda gigi hiperboloidRoda gigi hipoid, (l)Roda gigi permukaan silang

Roda gig miring (b) mempunyai jalur gigi yang membentuk ulir pada silinder jarak bagi. Padaroda gigi miring ini, jumlah pasangan gigi yang saling membuat kontak serentak (disebut"perbandingan kontak") 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 miringmemerlukan bantalan aksial dan kotak roda gigi yang lebih kokoh, karena jalur gigi yang

berbentuk ulir tersebut menimbulkan gaya reaksi yang sejajar dengan poros. Dalam hal rodagigi miring ganda (c) gaya aksial yang timbul pada gigi yang mempunyai alur berbentuk Vtersebut, akan saling meniadakan. Dengan roda gigi ini, perbandingan reduksi, kecepatankeliling, dan daya yang diterus-kan dapat diperbesar, tetapi pembuatannya sukar. Roda gigidalam (d) dipakai jika diingini alat transmisi dengan ukuran kecil dengan perbandingan reduksi

besar, karena pinyon terletak di dalam roda gigi. Batang gigi (e) merupakan dasar profil pahat pembuat gigi. Pasangan antara batang gigi dan pinyon dipergunakan untuk merubah gerakan putar menjadi lurus atau sebaliknya.

8/11/2019 Roda Gigi 11

3/72


Dalam hal roda gigi kerucut, bidang jarak bagi merupakan bidang kerucut yang puncaknyaterletak di titik potong sumbu poros. Roda gigi kerucut lurus (f) dengan gigi

Gbr. Macam-macam roda gigi.

lurus, adalah yang paling mudah dibuat dan paling sering dipakai. Tetapi roda gigi ini sangat berisik karena perbandingan kontaknya yang kecil.Juga konstruksinya tidak memungkinkan pemasangan bantalan pada kedua ujung poros-porosnya. Roda gigi kerucut spiral (g), karenamempunyai perbandingan kontak yang lebih besar, dapat meneruskan putaran tinggi dan beban

besar. Sudut poros kedua roda gigi kerucut ini biasanya dibuat 90.Dalam golongan roda gigi dengan poros bersilang, terdapat roda gigi miring silang (i),

roda gigi cacing (j and k), roda gigi hipoid (i), dll. Roda gigi cacing meneruskan putarandengan perbandingan reduksi besar. Roda gigi macam (j) mempunyai cacing berbentuksilinder dan lebih umum dipakai. Tetapi untuk beban besar, cacing globoid atau cacing

selubung ganda (k) dengan perbandingan kontak yang lebih besar ' dapat dipergunakan. Rodagigi hipoid adalah seperti yang dipakai pada roda gigi diferensial otomobil. Roda gigi inimempunyai jalur gigi berbentuk spiral pada bidang kerucut yang sumbunya bersilang, dan

pemindahan gaya pada permukaan gigi ber-langsung secara meluncur dan menggelinding.Roda-roda gigi yang telah disebut di atas semuanya mempunyai perbandingan kecepatan

sudut tetap antara kedua poros. Tetapi di samping itu terdapat pula roda gigi yang perbandingan kecepatan sudutnya dapat bervariasi, seperti misalnya roda gigi eksentris, rodagigi 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 untukmenggerakkan film pada proyektor bioskop.

Dalam teori roda gigi pada umumnya dianut anggapan bahwa roda gigi merupakan

8/11/2019 Roda Gigi 11

4/72


benda kaku yang hampir tidak mengalami perubahan bentuk untuk jangka waktu lama. Namun pada apa yang disebut transmisi harmonis, dipergunakan gabungan roda gigi yang bekerjadengan deformasi elastis dan tanpa deformasi.

6.2 Nama-nama Bagian Roda Gigi Dan Ukurannya Nama-nama bagian utama roda gigi diberikan dalam Gambar 6.2. Adapun ukuran-nyadinyatakan dengan diameter lingkaran jarak bagi, yaitu lingkaran khayal yang menggelindingtanpa slip. Ukuran gigi dinyatakan dengan "jarak bagi lingkar," yaitu jarak sepanjang lingkaran

jarak bagi antara profil dua gigi yang berdekatan.

Gbr. 6.2 Nama-nama bagian roda gigi.

Jika diameter lingkaran jarak bagi dinyatakan dengan d (mm), dan jumlah gigi dengan z,maka jarak bagi lingkar t (mm) dapat ditulis sebagai

z d

t

(6.1)

Jadi, jarak bagi lingkar adalah keliling lingkaran jarak bagi dibagi dengan jumlah gigi. Dengandemikian ukuran gigi dapat ditentukan dari besarnya jarak bagi lingkar tersebut. Namun,karena jarak bagi lingkar selalu mengandung faktor , pemakaiannya sebagai ukuran gigidirasakan kurang praktis. Untuk mengatasi hal ini, diambil suatu ukuran yang disebut "modul"dengan lambang m, di mana

z d m

(6.2)

Dengan cara ini, m dapat ditentukan sebagai bilangan bulat atau bilangan pecahan 0,5 dan 0,25yang lebih praktis. Juga karena

x m = tmaka modul dapat menjadi ukuran gigi.

Cara lain untuk menyatakan ukuran gigi ialah dengan "jarak bagi diametral." Dalam halini diameter lingkaran jarak bagi diukur dalam Winch; maka jarak bagi diametral DP adalah

jumlah gigi per inch diameter tersebut. Jika diameter lingkaran jarak bagi dinyatakan sebagai

d" (in), maka

8/11/2019 Roda Gigi 11

5/72


in1

" d z DP

(6.3)

Dari persamaan ini dapat dilihat bahwa jika DP kecil, berarti giginya besar. Sebagian besar gigidari Amerika atau Eropa dinyatakan dengan harga DP tersebut. Adapun hubungan antara DPdan m adalah sebagai berikut:

DP 4 ,25m

(6.4)

Dengan menggunakan harga-harga dan hubungan-hubungan di atas, persamaan roda gigi dapatditulis secara lebih sederhana, demikian pula untuk merubah rumus dalam inch menjadi satuanmodul, tidak akan dijumpai kesulitan.

Dalam hal roda gigi luar, bagian gigi di luar lingkaran jarak bagi disebut kepala, dan

tingginya disebut "tinggi kepala" atau "adendum", yang besarnya biasanya sama denganmodul, m (mm), atau satu per jarak bagi diametral, l/DP (in). Bagian gigi di sebelah dalamlingkaran jarak bagi disebut kaki, dan tingginya disebut "tinggi kaki" atau "dedendum", yang

besarnya biasanya sama dengan (m + c k ) dalam (mm), atau (I/DP + c t) dalam (in). Di sini ck disebut "kelonggaran puncak," yaitu celah antara lingkaran kepala dan lingkaran kaki dari gigi

pasangannya. Di sepanjang lingkaran jarak bagi, terdapat tebal gigi dan celah ataukelonggaran, yang besarnya biasanya sama dengan m/2 (mm) atau /(2 DP), (in). Titik potongantara profil gigi dengan lingkaran jarak bagi disebut titik jarak bagi. Profil gigi biasanya

berbentuk lengkungan involut, dan sudut antara garis normal kurva profil pada titik jarak bagidengan garis singgung lingkaran jarak bagi pada titik yang sama disebut "sudut tekanan." Rodagigi yang mempunyai sudut tekanan yang sama besar serta proporsinya seperti yang telahdiurai-kan di atas, disebut "roda gigi standar." Roda gigi ini dapat saling bekerja sama tanpadipengaruhi oleh jumlah giginya, sehingga dapat pula disebut roda gigi yang dapatdiperiukarkan.

Tidak ada alasan kuat bahwa proporsi setiap bagian gigi atau sudut tekanannya harusseperti yang dikemukakan di atas. Piny on dengan kepala gigi panjang dan kaki gigi pendek,serta roda gigi dengan proporsi terbalik, sering juga dipakai. Sekalipun demikian, jarang sekaliada pinyon yang hanya mempunyai kepala gigi saja atau kaki gigi saja.

Modul roda gigi standar dalam JIS dapat dilihat pada Tabel 6.2., yang ditentukan sesuai

dengan batang gigi dasar. Dalam pemilihan, dianjurkan untuk mengambil modul dari seri per^ama, dan sedapat mungkin menghindari seri kedua atau ketiga, untuk menghemat biaya pengadaan pahatnya. Dalam hal roda gigi yang dipotong dengan batang gigi dasar,kadang-kadang diameter lingkaran jarak bagi dari pinyon dan roda gigi yang harus bekerjasama, tidak sama dengan hasil perkalian antara modul batang gigi dasar dan jumlah gigi.Dalam hal demikian perlu dipelajari hal roda gigi dengan perubahan kepala, seperti yang akandiuraikan kemudian.

6.3 Perbandingan Putaran dan perbandingan Roda Gigi

Jika putaran roda gigi yang berpasangan dinyatakan dengan n 1 (rpm) pada poros penggerak dan n 2 (rpm) pada poros yang digerakkan, diameter lingkaran jarak bagi d 1 dan d 2

8/11/2019 Roda Gigi 11

6/72


(mm), dan jumlah gigi z 1 dan z 2, maka perbandingan putaran u adalah:

Tabel 6.2 Harga modul standar (JIS B 1701-1973) (satuan: mm)

SeriKe 1 SeriKe 2 SeriKe 3 SeriKe 1 SeriKe 2 SeriKe 30,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

0,8

11,25

1,5

2

2,5

3

0,15

0,25

0,35

0,45

0,55

0,70,75

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

Keterangan: Dalam pemilihanutamakan seri ke-1 ; jika terpaksa baru dipilih dari seri ke-2 dan ke-3

i z z

z m z m

d d

nnu 1

21

2.1.

21

12

(6.5)

z 2 / z 1 = I (6.6)

Harga i, yaitu perbandingan antara jumlah gigi pada roda gigi dan pada pinyon, disebut perbandingan roda gigi atau perbandingan transmisi. Perbandingan ini dapat sebesar 4 sampai5 dalam hal roda gigi lurus standar, dan dapat diperbesar sampai 7 dengan perubahan kepala.Pada roda gigi miring dan miring ganda, perbandingan tersebut dapat sampai 10.

Roda gigi biasanya dipakai untuk reduksi (u < 1 atau i > 1); tetapi kadang-kadang jugadipakai untuk menaikkan putaran (u > 1 atau i < 1).

8/11/2019 Roda Gigi 11

7/72


Jarak sumbu poros a (mm) dan diameter lingkaran jarak bagi d l dan d 2 (mm) dapatdinyatakan sebagai berikut:

a = (d 1 + d 2 )/2 = m(z1 + z 2 )/2

d 1 = 2a/(1 + i) (6.7) d 2 = 2a.i/(1 + I)

6.4 Profil Roda Gigi Dan Kelakuan Roda gigi memindahkan momen melalui kontak luncur antara permukaan gigi yang

berpasangan. Selama kontak ini, kecepatan sudut kedua roda gigi harus dapat dijaga tetap,yang berarti putaran harus dapat berlangsung dengan halus dan dengan perbandingan yangtetap. Untuk memenuhi persyaratan ini, harus dipilih kurva yang sesuai sebagai profil gigi. Adasejumlah kurva yang dapat memenuhi keperluan tersebut, tetapi kurva involut atau evolvenadalah yang biasa dipergunakan untuk roda gigi. Dahulu banyak dipakai kurva sikloida.Meskipun profil sikloida ini baik jika ditinjau dari segi gesekannya yang rendah, tetapi darisegi kekuatan terhadap lenturan dan proses pembuatannya, kurang menguntungkandibandingkan dengan profil involut. Di samping kedua macam kurva di atas, terdapat pula

profil lingkaran atau busur lingkaran, yang mirip dengan sikloida, dan dipergunakan pada rodagigi jam.

Kurva involut dapat dilukis dengan membuka benang dari gulungannya yang berbentuksilinder. Lintasan yang ditempuh ujung benang sejak mulai lepas dari permukaan silinder, akanmembentuk involut (Gambar 6.3). Lingkaran silinder di mana benang digulung, disebut

"lingkaran dasar." Pada dua roda gigi yang berpasangan, titik kontak antara profil gigi pinyondan roda gigi bergerak sepanjang garis yang ditarik menyinggung kedua lingkaran dasar danmemotong garis sumbu OiO 2 (Gambar 6.4). Garis singgung bersama ini disebut "garis kaitan"atau "garis tekanan." Jika titik di mana lingkaran kepala pinyon memotong garis tekanandisebut K t dan titik di mana lingkaran kepala roda gigi besar memotong garis tekanan disebutK 2, maka K 2K, adalah "panjang lintasan kontak" antara pasangan gigi yang sedang mengait.Jika OjOz memotong garis tekanan pada titik P, maka lingkaran yang mempunyai jari-jari O tPdan O 2P menjadi lingkaran jarak bagi dari roda gigi yang berpasangan ini. (Gambar 6.5).

Gbr. 6.3 Lengkungan involut

Keliling lingkaran dasar dapat dibagi oleh jumlah gigi tanpa memberikan sisa.Masing-masing kurva involut bermula dari titik bagi tersebut. Jarak t e (mm) antara dua kurva

yang berdekatan (Gambar 6.1 la) disebut jarak bagi normal. Jika diameter lingkaran dasardinyatakan dengan d g (mm) dan jumlah gigi z, maka t e dapat ditulis sebagai

8/11/2019 Roda Gigi 11

8/72


z

d g t e

(6.8)

Sudut a(), yaitu sudut kemiringan garis tekanan, disebut "sudut tekanan," yangmerupakan arah tekanan pada permukaan gigi. Jika sudut tekanan besar, maka hal ini

berarti bahwa gigi mempunyai penampang yang gemuk dan kuat, tetapi gaya yang akanmemisahkan pasangan roda gigi tersebut juga bertambah besar. Hal ini akan berakibatdiperlukannya bantalan yang lebih besar.

Hubungan antara diameter lingkaran dasar d g (mm) dan diameter lingkaran jarak bagi d(mm) adalah sebagai berikut:

d g = d cos . (6.9)

di mana = sudut PO 1 I1 = sudut PO 2I2 (Gambar 6.4).Persamaan berikut ini memberikan hubungan antara jarak bagi normal t e dan jarak bagi

lingkar t.

cost cos z d

t e (6.10)

Jika jumlah gigi bertambah mendekati tak berhingga, kurva profil gigi akan menjadigaris lurus dan tegak lurus pada garis tekanan. Roda gigi semacam ini disebut batang gigi.

Pinyon dan batang gigi yang dibuat dengan pahat potong yang bentuk profilnya sama dengan profil batang gigi tersebut, dapat saling berpasangan. Hal ini menjadi dasar dari teori berikut:

8/11/2019 Roda Gigi 11

9/72


"roda gigi dapat dibentuk dengan cara di mana benda kerja untuk roda gigi dikerjakan pada pemegang yang berputar dan pahat yang berbentuk batang gigi digerakkan secara lateralsedemikian rupa hingga lingkaran jarak bagi roda gigi tersebut menggelinding pada garis jarak

bagi atau datum pahat batang gigi."

Gbr. 6.6 Pembentukan roda gigi

(Gambar 6.6). Dalam dunia industri, roda gigi involut dipandang lebih menguntungkan darisegi pembuatannya karena alasan-alasan berikut. Pahat pembuat gigi yang berbentuk batanggigi dengan profil garis lurus, lebih mudah untuk membuatnya, mudah memeriksaketelitiannya, dan mudah memperbaiki kesalahannya dengan gerinda. Selain itu, kaitan antaragigi yang berpasangan dapat berlangsung secara benar, sekalipun terjadi kesalahan pada jaraksumbu poros. Hal ini disebabkan oleh watak dari kurva involut itu sendiri. Pembuatan roda gigiinvolut dapat dilakukan secara cepat dengan mesin fris roda gigi yang menggunakan pahat

berbentuk ulir dengan profil batang gigi (disebut hob) di mana benda kerjanya dipotong sambil

berputar. Karena pahat batang gigi maupun hob sangat mahal harganya, maka membuat rodagigi dengan bentuk yang tidak standar, akan sangat tidak ekonomis.

Profil batang gigi standar mempunyai tebal gigi m/2 (mm), lebar ruang m/2 (mm) padagaris datum; sudut kemiringan gigi 20 (pada gigi kuno 14,5 atau 15), tinggi kepala hk = k m(mm), tinggi kaki h f = k m + c k (mm), di mana k adalah faktor tinggi kepala yang besarnya

biasanya = 1 dan kadang-kadang = 0,8, 1,2, dsb., dan kelonggaran puncak ck (mm) biasanya =0,25 x modul atau lebih. Batang gigi yang mempunyai tinggi kepala hk = m, k = 1 dan tinggikaki h f = 1,25 m, k = 1 seperti dalam Gambar 6.7(a), merupakan batang gigi dasar yang palingumum.

Agar profil pahat dapat memotong kelonggaran puncak, harus dipertinggi dengan ck =0,25 m dibandingkan dengan batang gigi dasarnya. Dengan demikian tinggi kepala pahatmenjadi hkc = hk + c k = m + 0,25 m. Untuk gigi gemuk, dipakai batang gigi dasar dalamGambar 6.7(b), dan untuk gigi berkedalaman lebih (pada roda gigi kapal) dipakai batang gigidalam Gambar 6.7(c).

Roda gigi yang disebut roda gigi lurus standar, dibentuk pada posisi di mana lingkaran jarak bagi yang berdiameter z.m menggelinding tanpa slip pada garis datum batang gigi dasar.Roda-roda gigi yang dihasilkan, karena mempunyai sudut tekanan dan modul yang sama,dapat saling bekerja sama, tanpa tergantung pada jumlah giginya. Roda gigi semacam itudisebut roda gigi yang dapat saling dipertukarkan.

Ukuran proporsionil roda gigi lurus standar yang didasarkan atas modul diberikan dalamTabel 6.3. Di antaranya, diameter luar d k (mm) dan tinggi gigi atau kedalaman pemotongan

8/11/2019 Roda Gigi 11

10/72


gigi H (mm) dapat ditulis sebagai berikut:d k = (z + 2)m (6.11)

H = 2m + c k (6.12)

di mana ck adalah kelonggaran puncak.

Tabel 6.3 Ukuran roda gigi lurus standar berkedaaman penuh. (Satuan: mm)

Diameter lingkaran jarak bagi

Jarak sumbu poros

Diameter lingkaran kepala

Diameter lingkaran dasarJarak bagiJarak bagi normalTinggi gigi(kedalaman pemotongan)

d 01 = 2r 01 = z1m, d 02 = 2r 02 = z 2m

a0 = m2

z z 21

d k1 = 2r k1 = (z 1 + 2 ) m, d k2 = 2r k2 = (z

2+

2 ) m

d g1 = z 1m cos 0 , d g2 = z 2m cos 0 t 0 = m t e = m cos 0

H = 2m + c k

Keterangan: Jika kedalaman pemotongan akan diatur agar masing-masing gigi yang berpasangan memberikan setengah kelonggaran cn dalam arah jarak baginormal, maka dapat dipakai rumus berikut:

h' = h + cn/4 sin 0 (dalam hal 0 = 20, makah' = h + 0,731 cn, dimana c a cc cos 0)

8/11/2019 Roda Gigi 11

11/72


Pada jam, dipergunakan profil gigi sikloida karena sifat-sifat berikut: kontak antar gigi berlangsung dengan gesekan yang relatip kecil, tekanan pada permukaan gigi rendah, gaya pemisah kecil, dan dapat mempunyai jumlah gigi sedikit. Tetapi karena sangat sukar untukmemotong bentuk sikloida, maka sebagai gantinya banyak dipakai profil busur lingkaran yang

mirip sikloida. Profil semacam ini disebut profil jam (Gambar 6.8) dan hanya dipergunakanuntuk menaikkan putaran. Sebagai transmisi daya, roda gigi sikloida tidak lagi dipergunakankarena jika terjadi kesalahan sedikit saja pada jarak sumbu poros, kaitan antar gigi menjadi

buruk.Roda gigi lurus dan roda gigi miring melakukan kontak dengan pasangannya menurut

suatu garis kontak. Tetapi, pada roda gigi yang dikembangkan oleh Novikov (Gambar 6.9),giginya melakukan kontak menurut suatu titik (atau, sebenarnya bidang clips kecil) yang

bergerak sepanjang lebar sisi gigi miring. Roda gigi ini kemudian diperbaiki oleh Honobe. loi juga merencanakan profil untuk pompa. Profil gigi-gigi tersebut umumnya berbentuklingkaran dan sangat sukar membuatnya, dan hanya dipergunakan bila diperlukan kelakuankhusus.

Adapun kelakuan roda gigi dapat digambarkan dengan besaran atau harga-harga yangmenunjukkan wataknya, yaitu perbandingan kontak, luncuran spesifik, perbandi-ngan lajuluncuran relatip, dan interferensi.

(1) Perbandingan Kontak Agar roda gigi dapat berputar dengan halus, harus dipenuhi suatu persyaratan di mana

sebelum suatu pasangan gigi saling melepaskan kaitannya, pasangan berikutnya sudah harusmulai saling berkait. Untuk mempelajari hal ini, perhatikan letak C l dan C 2 (Gambar 6.10),yaitu titik-titik jarak bagi pada sisi kedua gigi di mana kaki gigi pinyon sedang mulai mengaitujung gigi pasangannya. Pinyon menggerakkan roda gigi besar, dan titik C t dan C 2 mencapaititik jarak bagi P. Sudut C' 1O1P dan C 2O2P disebut sudut datang. Selanjutnya kedua titik jarak

bagi tersebut meninggalkan P, dan pada saat kedudukannya mencapai C' 1 dan C 2, kedua gigiyang berpasangan tadi saling melepaskan kaitannya. Maka sudut C' 1C1P dan sudut C 2O2Pdisebut sudut undur.

Dalam hal roda gigi involut, titik kaitan bergerak sepanjang garis tekanan atau garissinggung bersama dari kedua lingkaran dasar roda gigi. Titik kaitan permulaan pada posisi Cj

dan C 2 adalah K 2, yang merupakan titik potong antara lingkaran kepala roda gigi dan garistekanan. Titik akhir kaitan pada posisi C' 1 dan C 2 adalah K 1, yaitu titik potong antara lingkaran

8/11/2019 Roda Gigi 11

12/72


kepala pinyon dan garis tekanan. Panjang lintasan K 2K 1 = Z disebut "panjang lintasan kontak.Menjelang akhir kaitan pasangan gigi yang pertama, pasangan berikutnya telah mulai

berkait, sehingga pada saat tersebut terdapat dua pasang gigi yang meneruskan momen. Ketika pasangan baru membuat kontak permulaan di titik K 2, pasangan yang pertama telah berada di

depan sejauh jarak bagi normal t e = d bl cos b/Z1 (mm) pada garis tekanan (Gambar 6.11).(Tentang d bl dan b akan diterangkan kemudian). Setelah pasangan pertama melepaskankaitannya, maka pasangan berikutnya tadi bekerja

Gbr. 6.11 Jarak bagi normal dan panjang lintasan kontak. (c) garis tekanan (i) garis tekanan(d) lingkaran dasar (j) jarak bagi normal(e) panjang lintasan kontak (k) lingkaran kepala(f) lingkaran dasar (1) lingkaran jarak bagi(g) lingkaran jarak bagi (m) lingkaran dasar(h) lingkaran kepala

sendirian meneruskan momen. Ketika pasangan pertama telah menempuh jarak t e sejakmelepaskan kaitannya, maka pasangan ketiga mulai berkait, membantu pasangan kedua yang

sudah hampir mengakhiri kaitannya. Jadi pada setiap permulaan dan akhir kaitan antara pasangan gigi, beban dan momen akan naik dan turun dengan tiba-tiba. Biasanya keadaan pada

8/11/2019 Roda Gigi 11

13/72


permulaan kaitan, lebih buruk dari pada akhirnya. Karena hal tersebut maka kedua titik di atasdinamakan titik pembebanan terburuk (Gambar 6.12). Perbandingan antara panjang lintasankontak dan jarak bagi normal, yang diberi simbol e, disebut "perbandingan kontak." Jadi

et

Z (6.13)

Gbr. 6.12 Perbandingan kontak(a) Garis tekanan(b) Titik pembeban terburuk (M 1 dan M 2)(c) Jumlah gigi yang berkaitan

Arti dapat diterangkan demikian. Misalkan suatu pasangan roda gigi mempunyai harga =1,4 seperti diperlihatkan dalam Gambar 6.12. Titik K 2 merupakan titik permulaan kontak, danK 1 adalah titik akhir kontak, sehingga K 2K 1 merupakan panjang lintasan kontak atau Z. Bilasuatu pasangan gigi mulai melakukan kontak di K 2, maka pasangan yang terdahulu masihmelakukan kontak di 'M. l . Jarak K 2M1 = M 2K 1 = t e. Jadi pada saat titik kontak pasangan gigiyang terdahulu bergerak menjalani MjKi, pasangan yang terakhir menempuh K 2M2, yang

jaraknya masing-masing sama dengan 0,4 t e , sehingga dalam jangka waktu tersebut ada dua pasang gigi yang berkaitan. Setelah jangka waktu tersebut, yaitu pada lintasan titik kontakM2M1, pasangan yang terdahulu telah melepaskan kaitannya, sehingga tinggal satu pasangansaja, yaitu pasangan terakhir, yang masih melakukan kontak. Dalam Gambar 6.12, jumlah gigiyang berkait sepanjang lintasan kontak digambarkan dengan diagram (c).

Jika harga = 2, maka pada saat suatu pasangan gigi melepaskan kaitannya, pasangan berikutnya sudah mulai membuat kontak. Jadi jumlah pasangan yang berkait selalu ada dua buah. Dalam keadaan demikian, roda gigi menjadi lebih tahan dan berkurang bunyinya asalkandibuat dengan ketelitian yang baik. Tetapi, jika diingini harga = 2 pada waktu merencanakanroda gigi, maka karena adanya kemungkinan kesalahan pembuatan serta perubahan bentuk

dsb., harga tersebut perlu diambil sebesar 2,07 atau 2,08. Pembesaran perbandingan kontakselalu diikuti dengan pengurangan kekuatan gigi (masing-masing gigi).

Dalam hal roda gigi lurus, harga minimum adalah 1,1; tetapi sebaiknya dipilih antara1,4 dan 1,6. Untuk mencapai harga lebih dari 2,0, beberapa cara dapat dianjurkan, misalnyadengan memperkecil sudut tekanan (umpamanya 17,5), memperbesar jumlah gigi, memakairoda gigi miring, dsb. Namun, harga tersebut sebaiknya dibatasi sampai 2,5 atau 2,7, karena

perbandingan kontak yang terlalu besar cenderung untuk memperbesar bunyi.Persamaan perbandingan kontak roda gigi lurus involut dapat diturunkan dari Gambar

6.13 sebagai berikut.

8/11/2019 Roda Gigi 11

14/72


K 1P =2

d 1 g tan k1 -

2

d 1 g tan b

K 2P =2

d 2 g tan k1 -

2

d 2 g tan b (6.14)

di manad g1 : diameter lingkaran dasar pinyon (mm),

Gbr. 6.13 Perbandingan kontak.

d g2 : diameter lingkaran dasar roda gigi (mm),a6 : sudut tekanan kerja (),atl : sudut tekanan pada puncak pinyon (),ak2 : sudut tekanan pada puncak roda gigi besar ().

Hubungan antara besaran-besaran di atas dengan diameter lingkaran-lingkaran jarak bagikerja d bl dan d b2 (mm), diameter lingkaran kepala d ki dan d k2 , dan jumlah gigi z x dan z 2 adalahsebagai berikut:

d k1 cos k1 = d b1 cos b = d g1 d k2 cos k2 = d b2 cos b = d g2 (6.15)

d b2 / d b2 = d g2 /d g1 = z 2 /z 1 = i

Perbandingan K 2P/t e = 2 disebut perbandingan kontak datang, dan K 1P/t e = l disebut perbandingan kontak undur. Maka, dengan Pers. 6.14 dan 6,8 dapat diperoleh

) z / d (

tan )2 / d ( tan )2 / d (

t P K

11 g

b1 g 1k 1 g

e

11

) z / d (

tan )2 / d ( tan )2 / d (

t P K

22 g

b2 g 2k 2 g

e

22

8/11/2019 Roda Gigi 11

15/72


Atau

)tan(tan2 z

b1k 1

1

)tan(tan

2

z b2k

22

(6.16)

21

(2) Luncuran Spesifik Seperti diperlihatkan dalam Gambar 6.14, dimisalkan sisi kaki pinyon dan sisi

Gbr. 6.14 Jarak lintasan titik kaitan.

kepala roda gigi besar yang berkait di C berputar dengan d l dan d 2 (rad), di mana d 1 /d 2 =i, dan saling membuat kontak baru di titik C'. Untuk masing-masing profil gigi yang

berpasangan, lintasan yang ditempuh oleh titik yang tadinya membuat kontak di C adalah C 1C'= ds l dan C 2C' = ds2. Perbandingan selisih lintasan terhadap masing-masing lintasan adalah

2

122

1

211

ds

dsds

dsdsds

(6.17)

1 dan 1 disebut luncuran spesifik dari pinyon dan luncuran spesifik dari roda gigi besar.Jika CC' = r, dan bila d i dan d 2 sangat kecil, maka ds1 dapat dipandang sebagai busurlingkaran yang berpusat di I 1 dengan jari-jari (R gl tan b + r) dan sudut pusat d 1 demikian pulads2 dapat dipandang sebagai busur lingkaran dengan pusat I 2, jari-jari (R g2 tan b r) dan sudut

pusat d 2. Di sini R g1 = d g1 /2, dan R g2 = d g2 /2. Dari persamaan (6.17), persamaan berikut inidapat diturunkan.

8/11/2019 Roda Gigi 11

16/72


r tan R

r )i1(

)d )r tan R(

d )r tan R( d )r tan R(

r tan Rr )i / 11(

)d )r tan R(

d )r tan R( d )r tan R(

b2 g 2b2 g

1b1 g 2b2 g ' 1

b1 g 1b1 g

2b2 g 1b1 g 1

(6.18)

Harga-harga tersebut bervariasi menurut lintasan titik kontak. 1 menjadi maksimum pada saat terjadi kontak antara puncak kepala pinyon dan kaki roda gigi besar. Jika 1 maksimum dinyatakan sebagai y1 dan r ditulis sebagai

r = R gl ( tan kl tan b), maka

1k b

b1k

b1k 1 g b2 g

b1k 1 g 1 tantan )i1(

tan )(tani1( )tan(tan Rtan R

)tan(tan R )i1(

1 )tan / )(tani1( tan / (tan1 )i1( 1k b1k b1

(6.19)

Luncuran spesifik maksimum pada kaitan datang terjadi dimana puncak gigi dari rodagigi besar membuat kontak dengan sisi kaki pinyon. Jika harga ' 2 maksimum dinyatakandengan 2, maka dengan perhitungan yang sama dapat diturunkan

1 )tan / )(tani1(

tan / (tan1 )i1( )tan(tan Rtan R

)i1 )( tan(tan R

2k b

2k b

b2k 2 g b1 g

b2k 1 g 2

(6.20)

Dalam Gambar 6.13, persamaan berikut dapat diturunkan.

i1i

Rtan Rtan R

tan R R PQ 1 g

b2 g b1 g

b2 g 1 g 1

i1i

iRtan Rtan R

tan R R PQ 1 g

b2 g b1 g

b1 g 2 g 2

Ambil PQ 1 = PQ 2 = l , dan ambil parameter-parameter ut dan u2 dengan membagi l al dan l a2

(Gambar 6.13 dan persamaan di bawah ini) dengan l .

2k

b2a2

1k

b1a1

2k b2k 2 g 2a

1k b1k 1 g 1a

tantan

1 )i1( l

l u

tantan

1i

i1l

l u

cot )tan(tan Rl

cot )tan(tan Rl

(6.21)

Harga ul dan u2 yang dianjurkan, diberikan dalam Gambar 6.15 (diambil dari buku pedomanyang diterbitkan oleh Maag Gear Wheel Company).

8/11/2019 Roda Gigi 11

17/72


Dari persamaan (6.19), (6.20), dan (6.21) dapat diturunkan persamaan

2

22

1

11

u1

u

u1u

(6.22)

Dahulu, luncuran spesifik dipandang sebagai suatu faktor penting pada keausan profilgigi, di mana untuk pinyon dan roda gigi besar yang dibuat dari bahan dan dengan perlakuan

panas yang sama, keausannya akan berbanding lurus dengan luncuran spesifiknya. Namun,hasil penelitian yang dilakukan kemudian menunjukkan bahwa luncuran spesifik tidakmemberikan pengaruh yang berarti pada keausan. Analisa pada banyak roda gigi yang baikmenunjukkan bahwa harga luncuran spesifiknya tidak seberapa besar (kurang lebih 1,5-3,5),dan perbandingan antara luncuran spesifik pinyon dan roda gigi besar juga tidak besar, yaitu

antara 1,0-3,0.

Gbr. 6.15 Harga-harga u 1 dan u 2 yang dianjurkan.

(3) Perbandingan Laju Luncuran RelatipPerbandingan laju luncuran relatip ini dipandang lebih penting untuk diperhatikan

sebagai pengganti luncuran spesifik. Konsep tersebut dikemukakan oleh Gabrilenco dalamtahun 1962, dan dikukuhkan dengan percobaan oleh Kargin. Percobaan tersebut membuktikan

bahwa untuk perbandingan laju luncuran relatip yang sama, keausan pada pinyon dan roda gigi

besar kurang lebih sama, bila dipakai bahan dan perlakuan panas yang sama.

8/11/2019 Roda Gigi 11

18/72


Perbandingan laju luncuran relatip adalah perbandingan diferensial dari 1 dan 1 (dari persamaan 6.18) terhadap waktu. Jadi

dt dr

)i1

1( )r tan R(

tan Rdt

dr )i1(

)r tan R(

tan R

)dt / d ( dt / d (

2b1 g

b1 g

2b2 g

b2 g

1

' 1

1

(6.23)

Pada puncak gigi pinyon dan sisi kaki gigi roda gigi besar, perbandingan tersebut adalah

21

2

1k b

21 )u1(

1tan / )(tani1(

1i

(6.24)

Untuk puncak gigi roda gigi besar dan sisi kaki gigi pinyon, harga tersebut adalah

22

2

2k b22 )u1(

11 )tan / )(tani1(

1i1

(6.25)

Jika ingin direncanakan roda gigi dengan keausan yang sama untuk bahan dan perlakuan panas yang sama, maka dengan menganggap bahwa keausan berbanding lurus dengan perbandingan laju luncuran relatip, harus dipenuhi persyaratan 1 = 2, atau

221 )u1(

1 )u1(

1

Jadi: u1 = u 2 dan dari persamaan (6.22): 1 = 2. Ini adalah batas atas dari harga u1, dan u2 yangdianjurkan oleh Maag Gear Wheel Company dalam Gambar 6.15.

(4) Interferensi Profil Dan Pemotongan BawahTelah diuraikan di muka bahwa titik kaitan gigi involut bergerak sepanjang garis

singgung bersama dari lingkaran dasar dan memotong garis yang menghubungkan pusat rodagigi. Garis singgung tersebut dinamakan garis tekanan. Titik I 1 dan I 2 merupakan titik antaragaris tersebut dengan lingkaran dasar seperti dalam Gambar 6.14. Lingkaran kepala pinyon danroda gigi besar biasanya memotong garis tekanan tersebut di sebelah dalam titik I 1 dan I 2, danhampir tak pernah di luarnya. Tetapi dalam hal jumlah gigi sedikit, atau khususnya kepala yang

panjang, lingkaran kepala kadang-kadang memotong garis tekanan di luar Ij dan I 2 (Gambar6.16). Juga dalam hal kaitan antara pinyon dan batang gigi, garis puncak gigi dari batang gigimemotong garis tekanan pada perpanjangan garis PI 1 seperti terlihat dalam Gambar 6.17.

Dalam hal-hal yang baru saja dikemukakan di atas, puncak gigi dari roda gigi besar atau batang gigi, akan memotong bagian dalam dari garis lurus yang menghubungkan titik

permulaan kurva involut pada lingkaran dasar dengan titik pusat roda gigi, setelah puncaktersebut melewati posisi Ij. Juga bagian dari kurva involut di dekat lingkaran dasar akan sedikit

8/11/2019 Roda Gigi 11

19/72


terpotong. Hal ini semua mengakibatkan kaki gigi menjadi lemah, dan bentuk gigi menjadiseperti kepala ular. Peristiwa demikian lazim disebut

Gbr. 6.16 Interferensi antara roda gigi

Gbr.6.17 Pemotongan bawah oleh batang gigi(a) pahat batang gigi(b) garis tekanan(c) lingkaran jarak bagi(d) titik interferensi(e) lingkaran dasar(0 profil roda gigi involut(g) titik potong dengan garis ke kanan

(h) pemotongan bawah(i) lingkaran akar

gangguan profil atau interferensi profil. Interferensi ini tidak terjadi selama lingkaran kepalatidak keluar dari I 1I2. Jika lingkaran kepala menjadi sedikit lebih besar dari O 1I2 dan O 2I1,interferensi akan terjadi. Karena itu, titik I : dan I 2 disebut titik interferensi.

Dipandang dari segi kekuatan gigi dan kaitan yang halus, interferensi harus di-hindari.Dalam pembuatan roda gigi dengan pahat batang gigi, atau hob, interferensi profil akanmengakibatkan terkikisnya sisi kaki gigi oleh ujung pahat. Interferensi yang terjadi pada waktu

pembuatan gigi disebut pemotongan bawah. Sedikit pemotongan bawah yang terjadi padawaktu pembuatan gigi kadang-kadang diperbolehkan dalam beberapa hal. Tetapi jika

pemotongan bawah terlalu banyak, maka kesulitan akan timbul karena kekuatan gigi menjadi berkurang atau perbandingan kontak dapat menjadi lebih kecil dari 1,0. Meskipun lingkarankepala dari suatu pasangan roda gigi tidak keluar dari titik interferensi, pada waktu pembuatanmasih ada kemungkinan pemotongan bawah. Dalam perencanaan, hal ini perlu diperhatikan.

Roda gigi yang dibentuk dengan pahat batang gigi dasar yang mempunyai tinggi gigi 2m+ c k , dan tebal gigi dengan kelonggarannya pada lingkaran jarak bagi sebesar m/2, disebutroda gigi standar. Jumlah gigi minimum roda gigi standar tanpa pemotongan bawah dapat

ditentukan sebagai berikut.

8/11/2019 Roda Gigi 11

20/72


Dalam Gambar 6.17, PH PJ = m, PO = mz g/2. sehingga

02 g

02 g

sin2 z

m sin2

mz

(6.26)

Bila 0 = 20, jumlah gigi minimum menjadi z g = 17,1; jadibatas gigi minimum adalah 17 buah.Dalam hal

8/11/2019 Roda Gigi 11

21/72


dinyatakan sebagai fungsi dari variabel yang sama, yaitu:

K )1c( )1c( K )1c

tan K n

x1

x 2

2

sin1 ) K 1( c K

K 111

(6.28)

} sin )2 K ( K [ x K )1c( )1c(

K )1ctan K n

x 221 (6.29)

Selanjutnya, untuk menyatakan persyaratan bahwa putaran harus dapat dibalik, perludiperkenalkan perbandingan w1 dan w2 dari tebal gigi pada lingkaran kepala, dan tebal gigi

pada lingkaran jarak bagi. Maka persamaan untuk menghitung proporsi tebal gigi dapat

diturunkan, dan hasilnya adalah sebagai berikut:

inv

z / 2( x1cos

cosinv }w ) z / 2( x1 ){ z / (

) z / 2( x1t

11

1

1111

111

(6.30)

inv

z / 2( x1cos

cosinv }w ) z / 2( x1 ){ z / (

) z / 2( xt

12

1

2121

112

(6.31)

= 1 t 1

Kelima persamaan yang diperkenalkan di atas menunjukkan ketergantungan jumlah gigidan proporsi bagian-bagian gigi pada harga-harga n, , Z,, I,2 , s, w 1; dan w2. Perlu dikemukakan

bahwa lambang-lambang tersebut adalah yang dipakai oleh Naruse, sedangkan dalam buku inidipergunakan berturut-turut lambang , b, y2 , y1 , dan i, di luar lambang wl dan w2.

Untuk roda gigi transmisi pada otomobil diketemukan bahwa agar bunyi dapat dikurangi, perlu dipilih harga luncuran spesifik yang lebih besar dari pada yang biasa, dan perbandingankontak harus diambil sebesar mungkin.

Jika dikehendaki suatu pasangan roda gigi yang mempunyai luncuran spesifik dalam satuarah saja, maka pinyon harus dibuat dengan gigi tanpa kaki dan roda gigi besar dengan gigi

tanpa kepala. Hal ini, dan juga untuk keadaan sebaliknya, dapat diterangkan dengan dasaruraian-uraian di atas. Dapat diterangkan pula mengapa pada perencanaan roda gigi sedapatmungkin dipilih perbandingan kontak lebih dari 2,0 (misalnya 2,09 atau 2,10), membuatluncuran spesifik pada kaki pinyon sekecil mungkin, dan mem-perbaiki perbandingan kontakdan luncuran spesifik dengan memilih sudut tekanan secara bebas.

Pahat potong untuk membentuk gigi, yang masing-masing bagiannya dihitung denganmemilih harga perbandingan kontak, luncuran spesifik, dan sudut tekanan yang menentukankelakuan roda gigi, dapat direncanakan dengan mempergunakan persamaan-persamaan umumdi atas. Roda-roda gigi yang mutunya sangat baik, termasuk yang cara perencanaannya

dirahasiakan oleh penciptanya, semua diperoleh dari persamaan tersebut dengan mengambilkasus khusus. Pahat potongnya juga direncanakan dengan persamaan yang sama sehingga

8/11/2019 Roda Gigi 11

22/72

8/11/2019 Roda Gigi 11

23/72


gigi dalam jarak kurang lebih x-m (mm) dari jari-jari lingkaran referensi (r 0 = d 0 /2 = zm/2) padaarah jari-jari. Cara ini disebut perubahan kepala atau mo-difikasi kepala. Roda gigi yangdihasilkan dengan cara ini disebut roda gigi dengan perubahan kepala, x-m disebut perubahankepala, dan x disebut koefisien perubahan kepala.

(a) Roda gigi dengan perubahan kepala (b) Roda gigi standarGbr. 6.19 Roda gigi dengan perubahan kepala.

Telah diuraikan di muka, bahwa pemotongan bawah terjadi ketika ujung pahat batanggigi memotong garis I 1H yang ditarik tegak lurus pada OP dari titik interferensi Ij (Gambar6.17). Dalam hal demikian, jumlah gigi harus dibuat lebih dari pada z g = (2/sin 2 a0) untuk rodagigi standar. Jika jumlah gigi harus dipilih kurang dari pada z g , maka pemotongan bawah dapatdihindari dengan jalan memotong gigi sedemikian rupa hingga ujung batang gigi mencapai I 1Hatau di atasnya. Jadi

xm u = m -2

zm sin 2 0 (6.32)

atau

xm 1 -2 z sin 2 0 (6.33)

Jika benda kerja mempunyai diameter luar yang sama dengan roda gigi standar, makakelonggaran puncak akan menjadi lebih besar. Dengan demikian diameter benda kerja dapatdiperbesar sedikit, sehingga lintasan kontak menjadi lebih panjang. Dalam hal jumlah gigi

sedikit dan perubahan kepala cukup besar, maka puncak gigi dapat menjadi terlalu sempit danmenjadi lemah.Di bawah ini akan diberikan cara-cara melakukan perubahan kepala.

(1) Rumus-rumus Untuk Roda Gigi Dengan Perubahan Kepala Misalkan sepasang roda gigi akan dikerjakan oleh pahat dengan sudut tekanan 0(

o) darisebuah batang gigi dasar (di mana sudut tekanan tersebut dinamakan "sudut tekanan dasar"),dan dengan modul m. Jika jumlah gigi dari pasangan roda gigi yang bersangkutan adalah z l danz2, koefisien perubahan kepala adalah x1 atau x2 , maka sudut tekanan kerjanya dapat diperoleh

dari persamaan berikut :

8/11/2019 Roda Gigi 11

24/72


Inv b = inv 0 + 1 tan 0 21

21

z z x x

(6.34)

(Fungsi involut "inv " = tan .)Jarak sumbu poros (mm) adalah:

b

021

coscos

.2

m ) z z ( a

(6.35)

Persamaan (6.35) dapat pula ditulis dalam bentuk lain sebagai berikut:

ym2

m ) z z ( m1

coscos

2 ) z z (

2m ) z z (

a 21b

02121

(6.36)

(z1+ z 2)m/2 adalah jarak sumbu poros roda gigi standar, dan ym adalah pertambahan jarak

tersebut karena perubahan kepala.

1coscos

2 z z

yb

021

(6.37)

y disebut "koefisien perubahan jarak sumbu poros."Diameter luar roda gigi atau diameter lingkaran kepala, juga akan berubah karena

perubahan kepala. Dalam hal kelonggaran puncak diperbolehkan sedikit berbeda dengan ck dari batang gigi dasar, maka diameter lingkaran kepala d kl dan d k2 (mm) adalah :

dk 1 = (z 1 + 2)m + 2x 1m (6.38) dk 2 = (z 2 + 2)m + 2x 2m

Jika kedua kelonggaran puncak sama besar dengan ck , maka

dk 1 = (z 1 + 2)m + 2(y x2 )m (6.39) dk 2 = (z 2 + 2)m + 2(y x1 )m

Dalam hal demikian, kedalaman pemotongan atau tinggi gigi H (mm) adalah H = 2m + c k untuk (6.38) H = (2m + c k } - (x l + x 2 - y)m untuk (6.39) (6.40)

Diameter lingkaran dasar pinyon adalah : d gl = z 1m cos 0Diameter lingkaran dasar roda gigi besar adalah : d g2 = z 2m cos 0 (6.41) Diameter lingkaran jarak bagi kerja pinyon adalah:

d bl = 2z l a/(z i + z 2 )Diameter lingkaran jarak bagi kerja roda gigi besar adalah: (6.42)

d b2 = 2z 2a/( Zl + z 2 ) )

8/11/2019 Roda Gigi 11

25/72


Kontak antara satu gigi dengan gigi pasangannya pada waktu memindahkan momen,dilakukan hanya oleh sisi depannya (yaitu sisi yang searah dengan putaran, pada roda gigi

penggerak). Pada sisi belakang, profil tidak melakukan kontak karena ada kelonggaran yangdisebut "kelonggaran belakang" atau "backlash". Kelonggaran belakang sengaja dibuat karena

tanpa kelonggaran ini roda gigi tidak akan dapat bergerak jika terjadi perubahan bentuk gigikarena beban atau kesalahan pembuatan, lenturan atau kesalahan jarak poros, atau selaputminyak pelumas yang terlalu tebal.

Kelonggaran belakang, yang diukur pada lingkaran jarak bagi dinyatakan dengan C 0 (mikron, ), dan yang diukur pada garis tekanan I 1I2 untuk putaran yang berlawanan danmemotong garis IJ. 2 , dinyatakan dengan C n (). Hubungan antara keduanya adalah

Cn = C 0 cos 0 (6.43)

Gbr. 6.20 Kelonggaran gigi (back lash). (a) kelonggaran c, tegak lurus pada permukaan gigi(b) lingkaran jarak bagi(c) kelonggaran c 0 pada lingkaran jarak bagi

Untuk kelonggaran belakang C 0, terdapat batas harga maksimum dan minimum yang besarnyatergantung pada kelas ketelitian roda gigi (Tabel 6.4). W( ) yang terdapat dalam tabel tersebut,

dinyatakan dalam persamaan berikut ini:

mm z W 65,03 (6.44)Dalam perencanaan roda gigi, kelonggaran belakang dianggap nol lebih dahulu

Tabel 6.4 Perhitungan kelonggaran belakang gigi C 0.

KelasHarga

maksimum()

Harga minimum() Kelas

Hargamaksimum

()

Hargaminimum

()

01234

25 W 28 W

31,5 W 35,5 W 40 W

10 W 10 W (12,5 PF)10 W (12,5 PF)

10 W 10 W

5678

45 W 50 W 63 W 90 W

10 W 10 W 10 W 10 W

Satuan perbedaan bersama )( m65 ,0d W 3 0 d 0 : Diameter lingkaran jarak bagi dari roda gigi standarm: Modul

8/11/2019 Roda Gigi 11

26/72


demi memudahkan perhitungan. Tetapi pada akhirnya harus dihitung dengan mem-perhatikankelas ketelitiannya. Ada dua macam perhitungan, yaitu, yang pertama, dengan jalanmenetapkan jarak sumbu poros sedikit lebih besar, dan yang kedua, dengan melakukan

pemotongan secara agak berlebihan dalam pembuatan.

Jika pengaruh kelonggaran belakang normal C n (mm) akan diperhitungkan untukmenentukan sudut tekanan kerja a t, maka dapat dipakai rumus berikul ini, di mana harga a fc yang dihasilkan akan sedikit lebih besar dari pada yang diperoleh dengan persamaan (6.34).

inv ab = inv 0 + 2 tan 0 21

n

021

21

z z m / C

.cos

1 z z x x

(6.45)

(Perhatikan bahwa satuan C n dalam rumus di atas adalah mm).

(2) Pemilihan Koefisien Perubahan Kepala

Ada bermacam-macam cara untuk memilih koefisien perubahan kepala. Di sini akandiberikan 4 cara, di mana tiga cara yang pertama adalah yang umum dipakai.

(a) Cara lama menurut DIN 870, dengan perubahan kepala untuk menghindari pemotongan bawah.Dengan mempergunakan persamaan (6.26)

g

02

z z

12

sin z 1 x (6.46)

bila 0 = 20, dan dengan mengabaikan desimal dari bilangan z g = 17,1, maka diperoleh x 1 -

17 z

(6.47)

(b) Cara menurut ?tandar Inggris (BS.973-1952) 0 = 20. Gigi kedalaman penuh.

i) z 1 + z 2 60Ambillah harga terbesar x dari antara dua persamaan:

x1 = 0,4

2

1

z z

1 , dan xl = 0,02 (30 z1),

x2 = xl . Maka diperoleh y = 0 dan b = 0 = 20.

ii) z 1 + z 2 < 60 x1 = 0,02 (30 z1 )x2 = 0,02 (30 z2) (6.48)

iii) Untuk roda gigi dalam, tidak tergantung pada jumlah gigi x1 = 0,4; x2 = - x 1

(c) Metoda menurut DIN E3994. 3995-1959, dengan menetapkan x1 = x2 = 0,5. 0 = 20 . Gigikedalaman penuh.

8/11/2019 Roda Gigi 11

27/72

8/11/2019 Roda Gigi 11

28/72


ini sedikit sekali. Pada saat ini, lebih diperlukan roda gigi yang berketahanan tinggi dari padayang kurang berisik.

6.7 Kapasitas Beban Roda Gigi

Roda gigi dapat mengalami kerusakan berupa gigi patah, aus atau berlubang-lubang(bopeng) permukaannya, dan tergores permukaannya karena pecahnya selaput minyak pelumas. Dalam pasal ini akan dibahas cara merencanakan roda gigi yang akan dapatmengatasi hal-hal tersebut.

Biasanya, kekuatan gigi terhadap lenturan dan tekanan permukaan merupakan hal yangterpenting untuk diperhatikan. Kemudian, sebagai tambahan, akhir-akhir ini juga dianggap

penting untuk memperhitungkan kekuatan terhadap "goresan", yaitu gejala di mana luka-lukagoresan pada permukaan gigi roda gigi berbeban besar dan berputaran tinggi terjadi karena

penguapan selaput minyak. Dalam buku ini, perhitu-ngan kekuatan akan diberikan dalam duacara. Cara pertama adalah metoda yang paling dasar di mana perhitungan ditekankan padakekuatan terhadap lenturan dan tekanan permukaan gigi. Cara kedua merupakan metoda

perencanaan kekuatan menurut standar dan cara baru.

(1) Metoda Dasar (a) Perhitungan lenturan. Karena besarnya perbandingan kontak adalah 1,0 atau lebih,

maka beban penuh tidak selalu dikenakan pada satu gigi. Tetapi, demi keamanan, perhitungandilakukan atas dasar anggapan bahwa beban penuh dikenakan pada titik perpotongan A antaragaris tekanan dan garis hubung pusat roda gigi, pada puncak gigi sperti dalam Gambar 6.21.Jika tekanan normal pada permukaan gigi dinyatakan dengan F n , maka gaya F kt (tegak lurus

OA) dalam arah keliling atau tangensial pada titik A adalah

F kt = F n cos

Gaya F t , yang bekerja dalam arah putaran roda gigi pada titik jarak bagi adalah

F t = F n cos b (6.53)

Gbr. 6.21 Gaya pada gigi.

di mana b adalah sudut tekanan kerja. Untuk pendekatan dapat dituliskan:b

F t F kt Gaya F t disebut "gaya tangensial".

Jika diameter jarak bagi adalah d bl (mm), maka kecepatan keliling v (m/s) pada lingkaran jarak bagi roda gigi yang mempunyai putaran nt (rpm) adalah

8/11/2019 Roda Gigi 11

29/72


10006011

xnd

v b

(6.54)

Hubungan antara daya yang ditransmisikan P (kW), gaya tangensial Ft (kg), dankecepatan keliling v (m/s) adalah

102v F

P t (6.55)

Dalam hal ini, daya P perlu diperiksa lebih lanjut mengenai keadaannya. Jika Pmenyata-kan daya rata-rata maka perlu ditaksir besarnya daya pada beban puncak dan waktustart. Dalam perencanaan, dapat dianjurkan pemakaian faktor koreksi f c pada daya rata-ratademi keamanan, meskipun dapat juga dilakukan koreksi pada beban dengan menggunakanfaktor tumbukan dan faktor beban. Namun bila daya yang ditransmisikan merupakan dayanominal dari sebuah motor listrik, dapat dipilih f c. = 1.

Meskipun harga v dalam persamaan (6.52) pada lingkaran jarak bagi lebih kecil dari padakecepatan keliling titik A, tetapi v tersebut dipakai karena akibatnya akan membesarkan Ft.Dalam hal ini harus dipergunakan daya rencana P d (kW).

Karena P d = f c P (6.56)

P d =102

v F t (6.57)

Maka

F t =v

P d 102 (6.58)

Dalam keadaan sebenarnya, pada waktu terjadi peralihan jumlah pasangan yang terkaitdari satu menjadi dua atau dari dua menjadi satu pasang, timbul gaya yang lebih besar. Karenadalam perhitungan hanya satu pasang gigi saja yang dianggap meneruskan momen, maka

pembebanan yang diperhitungkan pada gigi menjadi lebih berat dari pada keadaan sebenarnya.Dalam Gambar 6.22, bentuk penampang gigi yang akan dipakai sebagai dasar perhitungankekuatan lenturnya, didekati dengan bentuk parabola dengan puncak di titik A dan dasar di Bdan C yang merupakan titik singgung antara parabola dengan profil kaki gigi. Dengandemikian maka gigi tersebut dapat dipandang sebagai balok kantilever yang mempunyai

kekuatan seragam.

Gbr. 6.22 Gigi dipandang sebagai balok kantilever dengan kekuatan seragam.

8/11/2019 Roda Gigi 11

30/72


Jika b (mm) adalah lebar sisi, BC = h (mm), dan AE = / (mm), maka tegangan lentur b (kg/mm 2) pada titik B dan C (di mana ukuran penampangnya adalah b x h), dengan beban gayatangensial Ft pada puncak balok, dapat ditulis sebagai

6/

12

bh

F t b

l h

b F bt 6

2

Besarnya h2/6l ditentukan dari ukuran dan bentuk gigi. Besaran ini mempunyai dimensi panjang. Jika dinyatakan dengan perkalian antara Y dan modul m maka

mY l h )6/(2

)6/(2 lmhY (6.59)

bmY F bt (6.60)

Persamaan ini disebut "persamaan Lewis", dan Y dinamakan "faktor bentuk gigi." Persamaanyang diperkenalkan oleh Lewis dalam tahun 1893 itu merupakan persamaan yang sangat

berharga, dan sampai sekarang masih dipakai dalam bentuk yang telah dikoreksi. Di antarakoefisien-koefisien profil roda gigi, dalam Tabel 6.5 diberikan harga-harga untuk profil rodagigi standar dengan sudut tekanan 20.

Koreksi pertama pada persamaan di atas dilakukan pada kecepatan keliling roda gigi.Semakin tinggi kecepatannya, semakin besar pula variasi beban atau tumbukan yang terjadi.

Koreksi karena pengaruh kecepatan ini diberikan dalam bentuk "faktor dinamis" F v yangtergantung pada kecepatan keliling dan ketelitian, seperti diperlihat-kan dalam Tabel 6.6. Maka

persamaan (6.60) yang telah dikoreksi berbentuk

Jumlah gigi Z

YJumlah gigi

ZY

10111213141516171819202123

0,2010,2260,2450,2610,2760,289,02950,3020,3080,3140,3200,3270,333

252730343843506075

100150300

Batang gigi

0,3390,3490,3580,3710,3830,3960,4080,4210,4340,4460,4590,4710,484

8/11/2019 Roda Gigi 11

31/72


Tabel 6.6 Faktor dinamis f c

Kecepatanrendah

v = 0,5-10 m/sv

f v 33

Kecepatansedang v = 5-20 m/s v f v 6

6

Kecepatan v = 20-50 m/sv

f v5,5

5,5

F, = bbmYf v (6.61)

Tegangan lentur yang diizinkan a (kg/mm2), yang besarnya tergantung pada macam bahan

dan perlakuan panas, dapat diperoleh dari Tabel 6.7. Besarnya beban lentur yang diizinkan persatuan lebar sisi F' b (kg/mm) dapat dihitung dari besarnya modul m, jumlah gigi z, faktor

bentuk gigi Y dari roda gigi standar dengan sudut tekanan 20, dan faktor dinamis/,, sebagai berikut:

F b = amYf v (6.62)

Maka, lebar sisi b dapat diperoleh darib = F t /F' t

Pada umumnya harga b ditetapkan antara (6-10)m ((mm), dan untuk daya besar antara(10-16)m (mm). Roda gigi dengan sisi yang sangat lebar cenderung mengalami de-formasi,khususnya jika bekerja sebagai pinyon, terutama jika ketelitiannya rendah dan mempunyai

kesalahan dalam pemasangan, sehingga distribusi tekanannya pada sisi gigi tidak merata. Jikadari suatu perhitungan kekuatan ternyata diperlukan lebar sisi yang besarnya di luar daerahtersebut di atas, maka perlu dilakukan perhitungan

Tabel 6.7 Tegangan lentur yang diizinkan a pada bahan roda gigi

Kelompok bahan

Lambang bahan

Kekuatantarik

B (kg/mm 2)

Kekerasan(Brinell)

H B

Teganganlentur yangdiizinkan

a (kg/mm2)

Besi cor FC 15FC 20FC 25FC 30

15202530

140-160160-180180-240190-240

79

1113

Baja corSC 42SC 46SC 49

424649

140160190

121920

Baja karbonuntuk konstruksimesin

S 25 CS 35 CS 45 C

455258

123-183149-207167-229

212630

8/11/2019 Roda Gigi 11

32/72

8/11/2019 Roda Gigi 11

33/72


Seperti halnya pad perhitungan tegangan lentur, disini perbandingan kontak jugadianggap sama denga 1,0, dan tegangan Hertz dihitung hanya pada titik jarak bagi saja.

Untuk roda gigi standar (roda gigi luar) dengan sudut tekanan 0, p1 = ( z 1m/ 2) sin 0, dan p2 = ( z 2m/ 2) sin 0, sehingga

2sin

2/}sin){(4/)sin( 0

21

21

02

21

022

21

21

21 m z z z z

m z z m z z

Gbr. 6.23 Jari-jari lengkungan untuk Tegangan Hertz

Selanjutnya F n dari persamaan (6.63) dapat diganti dengan F t/cos 0, dan L diganti denganlebar sisi b (mm). Untuk pasangan roda gigi dari haja atau besi cor, E 1 E 2 = E . Sekarang,dengan mengingat hal-hal tersebut, persamaan (6.63) dapat dirubah menjadi :

2sin

)cos/(

175,0 021

21

0

m z z z z b

E F t H

E m

z z z z

b F H t 2sin

75,01 0

21

212

21

201

21

21

02 224,12sin

z z z

bd k z z

z m z b F H H t

(6.64)

Dalam persamaan tersebut di atas, k H disebut faktor tegangan kontak, dan mempunyaihubungan erat dengan bahan, sudut tekanan kerja, dan kekerasan permukaan gigi. Harga k H

8/11/2019 Roda Gigi 11

34/72


untuk berbagai gabungan bahan dan kekerasan, diperlihatkan dalam Tabel 6.8. Hargakekerasan dalam Tabel 6.8 merupakan harga rata-rata dari harga dalam Tabel 6.7.

Tabel 6.8 Faktor tegangan kontak pada bahan roga gigi

Bahan roda gigi(Kekerasan H R ) k H

(kg/mm )

Bahan roda gigi(Kekerasan H B)

(kg/mm )Pinyon Roda gigi besar Pinyon Roda gigi besar

Baja (150) (200) (250) (200)

(250) (300) (250) (300) (350) (300) (350) (400) (350) (400) (500)

Baja (150 (150) (150) (200)

(200) (200) (250) (250) (250) (300) (300) (300) (350) (350) (350)

0,0270,0390,0530,053

0,0690,0860,0860,1070,1300,1300,1540,1680,1820,2100,226

Baja (400) (500) (600) (500)

(600) (150) (200) (250) (300) (150) (200) (250)

Besi corBesi cor nikelBesi cor nikel

Baja (400) (400) (400) (500)

(600)Besi cor

"""

Perunggu fosfor""

Besi corBesi cor nikel

Perunggu fosfor

0,3110,3290,3480,389

0,5690,0390,0790,1300,1390,0410,0820,1350,1880,1860,155

Sudut tekanan = 20 o

Dalam praktek, harga k H dihitung dari persamaan (6.64) yang telah dikalikan denganfaktor dinamis seperti di bawah ini:

21

201

2

z z z

bd k f F H vt (6.65)

Juga dapat dihitung dengan harga K dari persamaan

ii Kbd F t 101

di manaK = 2 f vk H

K adalah faktor tegangan kontak yang diizinkan, dan dapat diperoleh dari Tabel 6.9.Seperti pada perhitungan lenturan, beban permukaan yang diizinkan per satuan lebar F' H

(kg/mm), dapat diperoleh dari k, d 01 z1 z2, dan f v dalam persamaan

21

201

' 2

z z

z bd k f F H v H (6.67)

Maka lebar sisi yang diperlukan, atas dasar perhitungan kekuatan terhadap tekanan permukaan,

8/11/2019 Roda Gigi 11

35/72


adalah b = F t /F H Lebar sisi yang diperoleh di sini harus dibandingkan dengan lebar yangdiperoleh dari perhitungan lenturan, serta diperiksa perbandingannya terhadap modul.

Tabel 6.9 Harga K standar (roda gigi lurus).

Pemakaian

Keadaan bebanAngka

kekerasanBrinell Kecepatan

keliling(m/s.)

Ketelitian Harga K (kg/mm 2)Roda gigi

penggerak

Roda gigiyang

digerakkanPinyon

Rodagigi

besar

Poda gigi untuk

pemakaian umum

Seragam Seragam

575350

210

575300

180

55

5 Normal

0,26-0,530,18-0,23

0,09-0,13

Seragam Seragam

575530

210

575300

180

1515

15 Normal

0,25-0,390,14-0,20

0,06-0,11

Roda gigi berukuran besar(kiln, gilingan,

pengangkat)

Seragam Tumbukansedang 225 180Kurangdari 5

Roda gigi yangdibentuk 0,04-0,05

Seragam Tumbukansedang 260 210Roda gigi yang

dibentuk 0,07-0,09

Koreksi pada harga K di atas dalam hal-hal tertentu perlu dilakukan sbb.1. Kalikan dengan 1/1,25 jika bekerja terus-menerus. (Harga K di atas diperhitungkan atas dasar anggapan 10

jam kerja tiap hari.)2. Kalikan paling sedikit dengan 1/1,5 jika ada tumbukan yang cukup keras.

Adapun tata cara perencanaan roda gigi lurus, dapat digambarkan sebagai berikut.Misalkan daya yang akan ditransmisikan, putaran poros, perbandingan reduksi, dan jarak

sumbu poros diberikan. Maka, setelah dilakukan koreksi pada daya yang ditransmisikan,diameter lingkaran jarak bagi dapat ditaksir. Selanjutnya, modul dapat dipilih untuk sementaradari diagram pemilihan modul. Diagram ini diperoleh dari lenturan gigi dengan lebar sisi 10kali modul pada bahan baja karbon. (Gambar 6.24). Perhitungan selanjutnya dilakukan sepertiurutan dalam diagram aliran (Diagram 24).

Pemilihan bahan dan perlakuan panasnya harus dilakukan dengan hati-hati. Untuk inidapat dipergunakan Tabel 6.10 sebagai pedoman. Sesuai dengan uraian yang telah diberikan,dua macam perhitungan yaitu perhitungan lenturan dan tekanan permukaan perludilakukan. Bila beban yang diizinkan per satuan lebar sisi telah diperoleh, maka lebar sisi yangdiperlukan dihitung atas dasar beban per satuan lebar

8/11/2019 Roda Gigi 11

36/72


Gbr. 6.24 Diagram pemilihan modul roda gigi lurus (lenturan)(0 = 20 . b = 10 m

yang terkecil. Dari harga ini, lebar sisi sementara dapat dipilih. Kemudian periksalah perbandingannya dengan modul atau diameter lingkaran jarak bagi pinyon. Jika ternyata tidakcocok, gantilah dengan bahan lain beserta perlakuan panasnya, dan ulangilah perhitungansampai diperoleh ukuran yang sesuai.

[Contoh 6.1] Rencanakanlah roda gigi lurus sebagai berikut.Daya yang akan ditransmisikan: 15 (PS).Putaran poros penggerak nt = 1450 (rpm).Perbandingan reduksi: kurang lebih 4.0.Jarak sumbu poros: kurang lebih 200 (mm).Sudut tekanan pahat: 20.Bahan pinyon: S35C. Bahan roda gigi besar: FC 30.

[Penyelesaian]o P = 15(PS) = 11 (kW), = 1450 (rpm), i 4, a 200 (mm)o Misalkan daya motor adalah 15 (PS), sudah termasuk kelebihan daya; jadi dapat diambil

f c= 1.

8/11/2019 Roda Gigi 11

37/72


Tabel 6.10 Beban, bahan dan cara perlakuan panas .

Beban Lambang bahan Cara perlakuan panas

B e b a n r i n g a n

Beban dengan tumbukanringan dan sedikit keausan

S35C-45C Dicelup dingin dan ditemper

Memerlukan sedikitketahanan terhadapkeausan

S15CK Sementasi, celup dingin dan temper. (Lapisanyang dikeraskan kurang lebih 0,2-0, 4mm)

B e b a n s e

d a n g

Memerlukan kekuatansedang dan ketahananterhadap keausan

S35C-45 Setelah dicelup dingin dan ditemper, dicelupdingin frekwensi tinggi, pengerasan per-mukaan pada ujung gigi, kekerasan kuranglebih H RC 48-56.

(1)

SCM21SCr21

Sementasi, celup dingin dan temper. (Lapisanyang dikeraskan k.l. 0,6-1,0 mm)

Memerlukan ketahananterhadap kelelahan

S40C-45C Setelah dicelup dingin dan ditemper, lakukan pencelupan dingin frekwensi tinggi. Lapisanyang dikeraskan harus agak lebih tebal. La-kukan pencelupan dingin pada kepala.Ke-kerisan permukaan pada ujung gigi kuranglebih H RC 48-56

(1)

SCM3SCM4

Setelah dicelup dingin dan ditemper, dinitrid,dinitrid lunak dengan gas atau tufftride.

B e b a n

b e r a t

Memerlukan ketahanankhusus terhadap tumbukan

SNC22SNCM23SNCM25

Sementasi, celup dingin dan temper. Kekerasan permukaan k.l. H RC 58-64

Memerlukan ketahananterhadap keausan

SNCM23SCM23SCM24

Sementasi, celup dingin dan temper. Ke-kerasan permukaan lebih dari H R C 62.

Memerlukan ketahananterhadap keausan dankelelahan

S45CS48C

Setelah dicelup dingin dan ditemper, lakukan pencelupan dingin frekwensi tinggi.' 21 Lakukan pencelupan dingin sampai dengan dasar kaki.Kekerasan kepala k.l. H RC 56-50.

(1)

K e a

d a a n

k h u s u s

Memerlukan ketahananterhadap goresan

Baja nitrik Dinitrid setelah dicelup dingin dan ditemper.

Baja paduanSCM3, 13Cr

Dinitrid setelah dicelup dingin dan ditemper.

Memerlukan ketahananterhadap karat

Baja tahankarat seriaustenit, ferit,dan

Harus dipilih perlakuan panas yang optimumdengan memperhatikan sifat-sifat yang perludisamping sifat tahan karat.

Memerlukan ketahananterhadap panas

PaduanFe-Cr-Ni

Berikan perlakuan panas yang optimum

Catatan : (1) Pada permukaan gigi di dekat dasar kaki, kekerasannya harus lebih rendah sebanyak H RC 5-10.

(2) Dengan cara MG (cara Motor-generator), dianjurkan pemakaian frekwensi rendah. Perlakuan initerutama sangat sesuai untuk roda gigi berukuran besar.

8/11/2019 Roda Gigi 11

38/72


o P d = 1,0 x 11 (kW)

o )(8041

2002'1 mm

xd

)(32041

42002'2 mm x xd

o Dari diagram pemilihan modul, m = 3, a 0 = 20o z 1 80/3 = 26,6, z 2 320/3 = 106,6

Perbandingan 27: 107 (1: 3,963) merupakan bilangan perbandingan tidak bulat yangterdekat pada 1: 4, akan dipilih. (Kemungkinan lain misalnya 26: 106, 26: 107, 27: 106.)

z x = 27, z 2 = 107, i = 107/27 3,96, roda gigi standaro d 01 = 27 x 3 = 81 (mm), d 02 = 107 x 3 = 321 (mm), a 0 = (81 + 321)/2 = 201(mm)

o Misalkan: ck = 0,25 x 3 = 0,75 (mm), C 0 = 0o d k1= (27 + 2) x 3 = 87 (mm)

d k2 = (107 + 2) x 3 = 327 (mm)d n = (27 - 2) x 3 - 2 x 0,75 = 73,5 (mm)d f2 = (107 - 2) x 3 - 2 x 0,75 = 313,5 (mm) H = 2 x 3 + 0,75 = 6,75 (mm)

o Dari Tabel 6.5,Y x = 0,349,Y 2 = 0,446 + (0,459 - 0,446)(7/50) = 0,448

o )/(14,6100060

145081 sm

x x x

v

)/(18214,6

111021 sm

x F

o Misalkan roda gigi tersebut adalah roda gigi teliti dengan kecepatan v kurang dari 20 (m/s),maka

)182100066

kg f v

o Pinyon:Kekuatan tarik S35C adalah: a Bl = 52 (kg/mm

2)Kekarasan permukaan sisi gigi: H Bl = 187 (rata-rata)Roda gigi besar:Kekuatan tarik bahan FC30: B2 = 30 (kg/mm

2)Kekerasan permukaan sisi gigi: H B2 = 215 (rata-rata)

o Tegangan lentur yang diizinkan, S35C: al = 26 (kg/mm 2)Tegangan lentur yang diizinkan, F30C: a2 13 (kg/mm

2)Misalkan faktor tegangan kontak diambil antara baja dengan kekerasan (200 H B ) dengan

besi cor; maka k H = 0,079 (kg/mm2)

o F' b1 = 26 x 3 x 0,349 x 0,495 = 13,5 (kg/mm) F' b2 = 13 x 3 x 0,448 x 0,495 = 8,6 (kg/mm)

8/11/2019 Roda Gigi 11

39/72


F H = 0,079 x 81 x10727

1072 x

x= 5,05 (kg/mm)

Harga minimum F min is 5,05 kg/mm of F' H .o b = F 1 /F' min = 182/5,05 36 (mm)o Bahan poros: S30C-D

B = 58 (kg/mm2), Sf 1 = 6, Sf 2 = 2, a = 58/(6 x 2) = 4,83 (kg/mm

2)Bahan pasak: S40C

o T 1 = 9,74 x 10 5 x (11/1450) = 7390(kg -mm)T 2 = 9,74 x 10

5 x (11/1450/3,96) = 29260 (kg-mm) K, = 1,5, C b = 2

d s1 =3/1

739025,183,41,5

x x x = 28,6 (mm) 30 (mm),

d s2 =

3/1

2926025,183,41,5

x x x = 45,2 (mm) 48 (mm)

Pasak 8 x 7, t 1 = 4 (mm), t 2 = 3,3 (mm)S k1 + (d f1 /2) - {(d z1 ) + t 2 } = 36,75 - (15 + 3,3) = 18,45 (mm)

o b/m - 36/3 = 12 > (6-10), tidak sesuaid/b = 81/36 = 2,25, baikS kl /m = 18,45/3 = 6,15 > 2,2, baik (dari 6.8)Kembalilah ke urutan No. 5 dan mulai lagi, karena b/m biasanya harus kurang dari 10,sekalipun dalam roda gigi besar b dapat sampai 16m.

o m = Ao z 1 80/4 = 20, z 2 320/4 = 80

Dari perbandingan 20: 80, 21: 81, 20: 81 dan 19: 80, dipilih 20: 81 karena paling dekatdengan 1: 4 dan tidak merupakan perbandingan bilangan bulat.

o d 0l = 20 x 4 = 80 (mm)d 0l = 81/4 = 324 (mm), a = (80 + 324)/2 = 202 (mm)

o ck = 0,25 x 4 = 1,0 (mm), C 0 = 0o d ki = (20 + 2) x 4 = 88 (mm)

d k2 = (81 + 2) x 4 = 332 (mm)d fl = (20 - 2) x 4 - 2 x 2 = 68 (mm)

d f2 = (81 - 2) x 4 - 2 x 2 = 312 (mm) H = 2 x 4 + I = 9 (mm)

o Y 1 = = 0,346, Y 2 = 0,433 + (0,443 - 0,433)(5/25) = 0,435

o )/(07,6100060

145080mkg

x x x

v

)(18407.6

11102kg

xv

o f v =07,66

6 = 0,497 (kg)

o sama seperti semulao F' b1 = 26 X 4 X 0,346 x 0,497 = 17,9 (kg/mm)

8/11/2019 Roda Gigi 11

40/72


o F' b2 = 13 x 4 x 0,435 x 0,497 = 11,2 (kg/mm)

F' H = 0,079 x 80 x8120812 x

x 0,497 = 5 (kg/mm)

Fmin = 5 (kg/mm)o b = 184/5 = 36,8 (mm) -+ 40 (mm)o b/m = 40/4 = 10, baik

d/b = 80/40 = 2, baikS kl /m = ((68/2) - (30/2) - 3,3)/4 = 5,2, baik

o m = 4, 0 = 20 ()z1 = 20, z 2 = 81, i = 3,96, roda gigi standara = 202 (mm)d y = 80 (mm), J 2 = 324 (mm)d kl = 88 (mm), d k2 = 332 (mm), H = 9 (mm)d

ft =68 (mm), d

f 2 = 312 (mm)

Pinyon: S35C, roda gigi besar: F30.Poros: S30C-D, d sl = 30 (mm), d s2 = 48 (mm)

(2) Metoda Baru Banyak metoda baru yang telah diusulkan dan digunakan dalam perhitungan kekuatan

roda gigi. Beberapa di antaranya adalah: AGMA, BS, DIN, Standar Swedia, JSME, dll. Dalam buku ini terutama akan diuraikan metoda yang terdapat dalam "Handbook for MechanicalEngineering" edisi ke-6 yang telah direvisi, diterbitkan oleh JSME Inc., Jepang. Metodatersebut adalah metoda yang paling praktis di antara yang lainnya.

(a) Perhitungan lenturan. Persamaan untuk menghitung beban lentur yang diizinkan persatuan lebar, ekivalen dengan persamaan (6.62) dari metoda dasar, adalah

b D A sb

b

b

bb K

x K

x K

x K

xY

xY

xm xS

F 11111cos0' (6.68)

Di sini b0 (kg/mm 2) disebut "harga dasar tegangan lentur gigi". Sebagai pedoman untukmenentukan harga tersebut bagi berbagai bahan, dapat dipergunakan Gambar 6.25 dan Tabel6.11, sehingga harga kekuatan tarik pada bagian dalam gigi dapat diperoleh. Harga S b

ditentukan dengan memperhatikan pembebanan yang tak diharap-kan atau tidak seragamnya bahan, dan besarnya antara 1,5-4,0. Jadi, ( b0/S b) dapat dipersamakan dengan tegangan lenturyang diizinkan menurut metoda yang terdahulu. Karena profil roda gigi tidak terbatas pada gigistandar saja, maka sudut tekanan kerja a juga muncul dalam ramus. Faktor bentuk gigi Y b agak

berbeda dengan yang terdahulu. Dalam hal ini, seperti diperlihatkan dalam Gambar 6.26, penampang yang terjadi oleh titik kontak garis singgung yang membuat sudut 30 pada garissumbu profil gigi dan kontak pada lengkungan filet, diambil sebagai penampang yang palingkritis terhadap lenturan. Panjang tali busur dinyatakan dengan s, dan jarak dari titik pusat kegaris tekanan bila beban dikenakan pada puncak gigi, dinyatakan dengan l . Faktor bentuk gigi

dari profil batang gigi dasar, dengan sudut tekanan 0 = 20, kedalaman penuh sebesar 2,25 m,dan jari-jari filet sisi r = 0,375 m, diperlihatkan dalam

8/11/2019 Roda Gigi 11

41/72


1. Besi cor2. Baja cor3. Baja karbon dan besi cor mampu tempa

4. Baja paduan dengan pengerasan langsung5. Baja paduan dengan pengerasan kulit (batas bawah adalah

untuk bahan berbentuk batang, batas atas untuk baja tempadng perlakuan panas khusus)

Gbr. 6.25 Harga dasar tegangan lentur gigi.

Tabel 6.11 Kekuatan lentur, kekuatan pembebanan permukaan, dan kekerasan.

Kelompok bahanLam bang

DINPersamaandengan JIS

StandarAmerika

Kekerasan H B Kekuatan

lentur(kg/mm 2)

Kekuatan pembebanan per-

mukaan(kg/mm 2)

Bagiantengah

Permukaan

Damar sintetisdasar selulosa

_ 4,94,9

0,360,46

Bes ; cor kelabu GG 18 GG26 FC 18FC26

ASTM No.30ASTM No.35

170210

4,05,3

0,380,66

Besi cor dengangrafit bulat

(Ferrit)(Pearlit)GGG90

FCD 1.2FCD 3.4,5

170250300

222219

0,641,283,6

Baja corGS52 GS60 SC52

SC60ASTM U-60-30ASTM 60-30

150175

1315.4

0,420,60

Baja untukkonstruksi mesin

St 50.11St 60.11St 70.11

150180208

171821

0,721,041.40

Baja dicelup dingindan ditemper

C22C45C6034Cr437MnSi542CrMo4

S22CS45CJ8CS58C SCr3SCM4

AISI 1023AISI 1045AISI 10SSAISI 5135AISI 5140

140180210260260300

1720

22,526

27,727,7

0,460,801,021,601,401,60

Baja dengan pengerasan kulit

C1516MnCr520MnCr515CrNi618CrNi8

S15CSCM21SCM22SNC 21SNC22

AISI 1015 190 736270 650360 650310 650400 650

1937413941

9,810,010,010,010,0

Baja dicelup dinginfrekwensi tinggiatau nyala api

S45CSCM4

AISI 1045AISI 5140

220 595270 560275 615275 615

27,7303131

8,67,49,09,0

8/11/2019 Roda Gigi 11

42/72


Baja dikeraskandengan Sianida

SCr4 460595470550

28 31 8,67.2

Baja dinitriddalam garam

C4542CrMo4

S45CSCM4

AISI 1045AISI 5140

450660

2851

3.65.4

Baja dinitriddalam gas

31CrMoV9 700 39,6 7,0

Gbr. 6.26 Faktor hentnk gigi untuk rods gigi lurus.

Gambar 6.26. Besaran cos aj Y b adalah faktor bentuk gigi, seperti metoda yang ter-dahulu. Bilacos b/Y b dibandingkan dengan Y yang dahulu, akan terdapat sedikit perbedaan. Harga Y disebut "faktor perbandingan kontak". Momen lentur yang dikenakan pada profil gigi menjadimaksimum bila kaitan beralih dari dua pasang menjadi satu pasang gigi, sehingga pada titik ini

perhitungan harus dilakukan dengan menggunakan faktor bentuk gigi. Dalam hal ini Y c berfungsi sebagai faktor koreksi pada faktor bentuk gigi Y b. Untuk roda gigi dengan ketelitiantinggi, Y t = 1/; dan pada roda gigi dengan kesalahan cukup besar, Y = 1, karena kaitan antaradua pasang gigi tidak dapat diharapkan.

Faktor K s disebut "faktor konsentrasi tegangan", yang dipergunakan untuk me-nentukan pengaruh bentuk kurva kaki gigi dan bahan berdasarkan harga dasar tegangan lentur gigi. Jika jari-jari kurva kaki lebih besar dari 0,2 m, maka K s = 1. Jadi, pada roda gigi umum yang

dikerjakan dengan pahat batang gigi dengan jari-jari puncak pahat sebesar 0,375 m, tidak perludikoreksi terhadap konsentrasi tegangan, terkecuali untuk roda gigi khusus. Faktor ini dalam

8/11/2019 Roda Gigi 11

43/72

8/11/2019 Roda Gigi 11

44/72


ii

d x K F b H 11' (6.69)

b D A

b

H

H

K x

K x

K x x

E E E E

xS

K 111

4,12sin

21

21

2

0

(6.70)

Persamaan (6.70) adalah ekivalen dengan harga K dari persamaan (6.66), dan Tabel 6.9 (Harga K ini berasal dari Register of Shipping dari Lloyd). Harga a H0 (kg/mm

2) adalah batas kelelahandari tegangan Hertz, dan ditentukan menurut Maag Gear Wheel Company sebagai berikut.Besi cor, baja liat, baja celup dingin dan temper:

m = 0,25 H B (kg/mm2)

Sisi gigi, dengan pengerasan permukaan H0 = 2,5 H R C (kg/mm

2)

Di sini H B adalah kekerasan Brinell, dan H RC adalah kekerasan Rockwell C. Sebagai bahan,dapat dianjurkan pemakaian kombinasi seperti dalam Tabel 6.13. Kekerasan permukaan gigidapat berbeda-beda menurut perlakuan panasnya. Dalam Tabel 6.14 dan 6.15 diberikanharga-harga tersebut untuk beberapa bahan sebagai pedoman. Untuk memperoleh hargakekerasan Shore (H s ) dan kekerasan Vickers ( H v) dari H B H RC, dapat dipergunakanrumus-rumus konversi di bawah ini.

H s = 0,1 H b + 12 H s = H RC + 15 (6.71)

H B Hv

Pada umumnya pinyon dibuat lebih keras dari pada roda gigi besarnya. Dalam haldemikian maka uo dihitung sebagai harga rata-rata dari kedua harga kekerasan pasangan rodagigi tersebut.

Faktor keamanan S H biasanya dipilih antara 1,0-2,5, dengan memperhatikan tegangan takdiharapkan yang mungkin timbul, ketidak seragaman bahan, atau pengaruh pelumasan.

Dalam metoda yang terdahulu, persamaan-persamaan diturunkan dengan me-ngambil perbandingan kontak sebesar 1. Tetapi, dalam metoda ini, L dalam persamaan H =

)./(175,0 p L E F n diganti dengan .b, dan sudut tekanan kerja b akan dipergunakan.

Jari-jari lengkung relatip p dapat ditentukan sebagai berikut. Karena I 1M2 = P dan I 2M2 =a sin b P pada titik di mana kaitan beralih dari dua pasang menjadi satu pasang (Gambar6.23), maka

Tabel 6.13 Kombinasi bahan roda gigi.

Pinyon Roda gigi besar

8/11/2019 Roda Gigi 11

45/72


Baja dicelup dingin dan ditemperBaja dicelup dingin dan ditemperBaja dikeraskan permukaannyaBaja dikeraskan permukaannya

Baja cor atau besi corBaja dicelup dingin dan ditemperBaja dicelup dingin dan ditemperBaja dikeraskan permukaannya

Tabel 6.14 Contoh kekerasan roda gigi yang mendapat perlakuan panas.

Kelompok bahan

Lambang bahan (JIS)

Kekerasandengancelup

dingin dantemper

Kekerasandengan celup

dinginseluruh per-mukaan (H s )

Kekerasandengan

celup dinginfrekwensi

tinggi"'(W R C)

Kekerasan permukaan

dengancelup dingin

sementasi(H RC)

Kekerasan bagian tengahdengan celup

dinginsementasi (H B )

Baja khromnikel

SNC2SNC3SNC21SNC22

37-4038-42

--

50-5550-55

--

50-5550-55

--

55-6058-64

--

--

217-321285-388

Baja khromnikelmolibden

SNCM7SNCM8SNCM22SNCM23SNCM25

43-5143-51

---

55-6565-70

---

-----

--

58-6458-6458-64

--

255-341293-375311-375

Baja khromSCr21SCr22

--

--

--

58-6458-64

217-300235-320

Baja khrommolibden

SCM3SCM4SCM21SCM22SMC23

37-4038-42---

45-5050-55---

45-50(50-53 ) ,2)

---

--58-6458-6458-64

--235-321262-341285-363

Baja karbon

S15CKS35CS45CS55C

-25-3531-4033-42

-35-4545-5555-65

-35-4040-4545-50

55-62 (3)

---

131 (4)

---

Catatan: (1) Kekerasan bagian tengah sama dengan pada permukaan.(2) Sebaiknya dihindari pencelupan dingin frekwensi tinggi.(3) Angka ini adalah untuk pencelupan dingin dengan air. Jika dengan minyak

menjadi 50-55.(4) Angka ini merupakan harga maksimum.

Tabel 6.15 Perlakuan panas dan kekerasan.

Perlakuan panas Bahan Kekerasan

Pencelupan dingin

frekwensi tinggi dan

(Baja karbon konstruksi mesin

S-40C)

HgC 40-48

H S 55-65

8/11/2019 Roda Gigi 11

46/72


Pencelupan dinginnyala api dan

( " )

Perlakuan nitrid (Baja khrom molibden SCM-4) H R C 53 H s 70

Pencelupan dinginsementasi dan (Baja khrom nikel SNC-22)

H R C 53-60 H s 70-80

Meskipun harga tegangan Hertz menjadi lebih besar pada titik ini, persamaan (6.69) diatas diperoleh dengan menghitung tegangan Hertz pada titik jarak bagi, dan cara inilah yang

biasanya dipakai.Semua harga K A , K D , dan K b adalah sama dengan pada perhitungan lenturan. Demikian

pula ada cara untuk memperhitungkan keandalan, pengaruh pelumas, dan jaminan umur,secara terperinci. Tetapi cara-cara tersebut tidak akan dibahas di sini.

(c) Perhitungan goresan. Goresan pada roda gigi adalah suatu kerusakan yang disebab-kanoleh kontak langsung antara dua permukaan gigi karena pecahnya selaput minyak pada waktukaitan berlangsung, di mana terjadi pengelasan lokal yang kemudian pada saat yang hampir

bersamaan dipisahkan kembali. Kerusakan semacam ini termasuk kerusakan karena pemanasan dan dapat terjadi pada kecepatan tinggi dan beban besar. Berbagai faktor disamping beban dan kecepatan keliling permukaan gigi mempunyai peranan dalam masalahterjadinya goresan. Tetapi karena hubungan antara faktor yang satu dengan lainnya sangatsulit, maka persamaan teoritis yang diturunkan biasanya tidak dapat berlaku untuk setiap hal.Beberapa cara perhitungan yang dapat disebutkan di antaranya ialah: dengan menggunakanharga PV, dengan metoda Almen yang menetapkan batas harga PVT, dan dengan persamaantemperatur nyala pada permukaan gigi menurut Kelly. Dalam buku ini akan dibahas persamaanyang dikemukakan oleh Widler.

Beban gores yang diizinkan per satuan lebar dapat dituliskan sebagai berikut:

4

2' sincos

301

va

x x f

T x F bb

BP s (6.74)

Di sini T BP , yaitu temperatur nyala yang diizinkan untuk pelumas, dapat dihitung dengan persamaan berikut ini.

T BP = 140C nCR (6.75)

E E C n 2 5,1 (6.76)

m

m R s

sC

49,1

(6.77)

di mana C n adalah koefisien viskositas, yang dapat dihitung jika viskositas pelumas dalamderajat Engler pada 50 C diberikan. Hubungan antara derajat Engler dan viskositas kinematisv(cSt) adalah sebagai berikut: untuk derajat Engler E = 1,35-3,2, viskositas kinematis adalahv(cSt) = 8 E -(8,64/ E ), dan bila E 3,2, v = 7,6 E -(4/ E ). Harga viskositas minyak yang biasadipakai pada transmisi roda gigi adalah sebagai berikut:

i) Untuk roda gigi dengan bantalan gelinding, dengan kondisi kerja sedang: putaransampai 1500 (rpm), v = 53-76 (cSt); lebih dari 1500 (rpm), v = 37-60 (cSt). Dengan

8/11/2019 Roda Gigi 11

47/72


kondisi kerja kasar dengan tumbukan serta variasi momen puntir: v = 68-90 (cSt).ii) Dalam hal transmisi roda gigi dengan bantalan luncur, dan pada roda gigi planiter: v =

45-68 (cSt) untuk putaran rendah, v = 34-48 (cSt) untuk putaran sedang, dan v = 25-37(cSt) untuk putaran tinggi.

Harga-harga viskositas tersebut di atas semuanya pada temperatur 50 C. Minyak pelumasuntuk roda gigi sebaiknya mengandung zat tambahan untuk menahan tekanan tinggi.

C R adalah faktor kekasaran permukaan, dan harga rata-rata sm = 2s 1 s2l(s l + s 2 ) dapatdiperoleh dari kekasaran s1 dan s2 (mikron, ) dari permukaan yang bersangkutan. Gigi yangdigerinda dan dihaluskan dengan baik, dapat mempunyai harga s = 0,25-0,5 ( ), dan roda gigi

bermutu baik dalam perdagangan, mungkin mempunyai harga s = 0,6-0,9 ( ). Selanjutnya, f adalah fungsi pembantu yang dapat diperoleh dari parameter ut dan u2 yang

merupakan fungsi perbandingan gigi dan luncuran spesifik. Persamaannya tidak akandituliskan di sini, tetapi harga-harga f x untuk pinyon dan f 2 untuk roda gigi besar berturut-turutdiberikan dalam Gambar 6.27 dan 6.28.

Lambang-lambang e, b , a, dan v dalam persamaan (6.74) menyatakan perbandingankontak, sudut tekanan kerja, jarak sumbu poros, dan kecepatan keliling pada lingkaran jarak

bagi.Tata cara perencanaan dengan metoda ini diberikan dalam bentuk diagram aliran

(Diagram 25). Diagram ini dapat lebih disederhanakan jika metoda dasar telah dikuasai.Setelah diameter lingkaran jarak bagi ditentukan dari daya yang ditransmisikan, putaran

poros, perbandingan reduksi, dan jarak sumbu poros, pemilihan modul per-cobaan dilakukantanpa menggunakan Gambar 6.24. Untuk ini perlu dilakukan tiga kali perhitungan kekuatan

untuk tiga modul percobaan yang dipilih.Jika diperlukan roda gigi dengan perubahan kepala untuk mendapatkan kekuatan dan

kelakuan yang lebih baik, maka jumlah gigi perlu diambil cukup besar, mungkin lebih dari 17.Jumlah gigi yang dianjurkan untuk roda gigi berkecepatan rendah dan beban besar adalah lebih

besar dari 12, untuk putaran di atas 1400 (rpm) lebih dari 16, untuk putaran tinggi dan beban besar lebih dari 23, dan untuk roda gigi kapal yang digerakkan dengan turbin lebih dari 30.

8/11/2019 Roda Gigi 11

48/72


Gbr. 6.27 Fungsi pembantu f 1 terhadap parameter luncuran u 1

Gbr. 6.28 Fungsi pembantu/ 2 terhadap parameter luncuran u 2.

Setelah tiga perhitungan kekuatan dikerjakan, 5 buah kurva beban yang diizinkan persatuan lebar sisi untuk setiap modul kemudian digambarkan. Diagram ini disebut diagramgabungan. Selanjutnya, dari diagram ini dipilih modul, yang letaknya di bawah titik-titik

potong kurva beban lentur yang arahnya ke atas dan kurva beban gores yang arahnya ke bawah.(Gambar 6.29). Arah kurva beban permukaan, hampir merupa-kan garis mendatar.

8/11/2019 Roda Gigi 11

49/72


Gbr. 6.29 Penentu modul dari beban yang diizinkan per satuan lebar dan modul.

[Contoh 6.2] Rencanakan roda gigi berikut ini: Daya yang akan ditransmisikan 142 (kW), putaran poros penggerak 870 (rpm), perbandingan reduksi antara 2.5-2.6, jarak sumbu porosantara 350-360 (mm), sudut tekanan pahat 20. Bahan pinyon: baja karbon konstruksi mesin,dicelup dingin frekwensi tinggi. Bahan roda gigi besar: baja celup dingin dan ditemper.Ketelitian tinggi, dengan pinyon yang digerinda dan roda gigi besar dipotong (dipahat).

[Penyelesaian]o P = 142 (kW), n1 = 870 (rpm), i 2,5-2,6, a 350-360 (mm)o f c= 1,2o P d = 1,2 x 142 (kW) = 170,4 (kW)o d 1=2x 355/(1 + 2,55) = 200 (mm)

d 2 = 2 x 355 x 2,55/(1 + 2,55) = 510 (mm)o Modul yang diambil i = 1, 2, 3; m = 6, 8, 10; 0 = 20 ()o Pada permulaan m = 6, j = 1o z, = 200/6 = 33,3

Dari

z2 = 510/6 = 85, z 1 = 33, and z 2 = 85i = 85/33 = 2,576, antara 2,5 dan 2,6, baik

o z 1 > 30, z 2 > 30o Perencanaan dengan roda gigi standar.

b= o = 20, x1 = 0, x2 = 0o a0 = 6(33 + 85)/2 = 354 (mm)

d 01 = 6 x 33 = 198 (mm),d 02 = 6 x 85 = 510 (mm)

o ck = 0,25 x 6 = 1,5 (mm), C 0 = 0o d k1 = (33 + 2) x 6 = 210 (mm), d k2 = (87 + 2) x 6 = 522 (mm)

H = 2 x 6 + 0,25 x 6 = 13,5 (mm), (C 0 = 0)o cos kl = 200 cos 20/210 = 0,89496, tan kl = 0,498549

cos 2 = 510 cos 20/522 = 0,918091, tan k2 = 0,4317321 = (33/27t)(0,498549 - 0,36397) = 0,7072 = (85/2n)(0,431732 - 0,36397) = 0,917 = t + 2 = 1,624

o v = x 198 x 870/(60 x 1000) = 9,02 (m/s) F t = 102 x 170,4/9,02 = 1927 (kg)

o Y bl = 2,35, Y b2 = 2,08o Dari JISG4051, Lampiran (1)

S45C(H), B = 70 (kg/mm2)

8/11/2019 Roda Gigi 11

50/72


S40C(H), B = 62 (kg/mm 2)Dari Tabel 6.11, S45 (CK45 dan C45) 0 = 27,7 (kg/mm 2) dicelup dingin frekwensi tinggi 0 = 20 (kg/mm) 2 dicelup dingin dan ditemper

Pinyon: S40C, dicelup dingin frekwensi tinggi b0 = 62 x

707,27

= 24,5 (kg/mm 2)

Roda gigi besar: S40C, baja dicelup dingin dan ditemper

b0 = 62 x7020

= 17,7 (kg/mm 2)

S b = 2,0o K s= 1, K A= 1,25, K 0= 1,1, K b= 1,2

)/(9,0282,1

11,1

125,11

624,135,2

93969,06

25,24'

1 mmkg x x x x x x F B

)/(6,232,1

11,1

125,11

624,135,2

93969,06

27,17'

2 mmkg x x x x x x F b

o Pinyon: Kekerasan permukaan S40C yang dicelup dingin frekwensi tinggi adalah H RC = 50 rata-rata.Maka = 2,5 x 50 = 125,0 (kg/mm 2)Roda gigi besar: Kekerasan permukaan S40C yang dicelup dingin dan ditemper adalah:

H R C = 28.Maka H02

Roda Gigi 11

Documents

Transcript of Roda Gigi 11