Roda Gigi Ok

56
Elemen Mesin 2 Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Riau 2015 Roda Gigi (Gear)

description

perancangan roda gigi

Transcript of Roda Gigi Ok

  • Elemen Mesin 2Jurusan Teknik MesinFakultas TeknikUniversitas Riau2015Roda Gigi (Gear)

  • Roda Gigi (Gear)1. PendahuluanRoda gigi adalah komponen mesin yang berfungsi untuk Mentransmisikan gerak dengan cara pergerakan masing-masing gigi nya.1. Transmisi daya2. menaikkan/menurun kantorsi3. menaikkan/menurunkan putaran4. Rasio kecepatan konstan5. no-slip2. Kegunaan roda gigi

  • 3. Aplikasi sistem roda gigiGearbox MobilJamGearbox Mobil mainan Gear Pump

  • 4. Klasifikasi roda gigi berdasarkan susunan sumbuGEARSParallel AxisGearsNon Parallel coplanar GearsNon Parallel Nonintersecting GearsSpecial types GearsAdalah pasangan roda gigi yang sumb umasing-masing roda gigi sejajar.a. Parallel Axes

  • Roda gigi yang termasuk parallel GearSpur GearSingle helical GearDouble helical GearInternal Gear

  • Adalah pasangan roda gigi yang sumbu masing-masing roda gigi tidak sejajar tetapi keduanya terletak pada suatu bidangb. Nonparallel Axes, Coplanar GearsRoda gigi yang termasuk parallel Gear1. Bevel Gear (Straight bevel gear, Zerol bevel gear, Spiral bevel gear, Skew bevel gear) 2. Face Gear3. Conical Involute Gear

  • Roda gigi yang termasuk Nonparallel Axes, Coplanar GearsStraight bevel GearSpiral bevel GearSkew bevel GearZerol bevel Gear

  • Roda gigi yang termasuk Nonparallel Axes, Coplanar GearsFace GearConical Involute Gear Zerol bavel Gear

  • Adalah pasangan roda gigi yang sumbu masing-masing roda gigi tidak sejajar dan keduanya juga tidak terletak pada suatu bidangc. Nonparallel Axes, Noncoplanar Gears

    Roda gigi yang termasuk Nonparallel Axes, Noncoplanar Gears1. Crossed Axis Helical 2. Cylinder Worm Gear (Cylindrical Worm Gear, Double Enveloping Worm Gear) 3. Hypoid Gears 4. Spiroid and Helicon Gearing 5. Face gears (Off Center)

  • Roda gigi yang termasuk Nonparallel Axes, Noncoplanar GearsCrossed Axis Helical Cylindrical Worm GearDouble Enveloping Worm Gear

  • Roda gigi yang termasuk Nonparallel Axes, Noncoplanar GearsHypoid GearsSpiroid dan Helicon Gear

  • Spur Gear dan karakteristik rasio kecepatand. Special type Gears

    Roda gigi jenis khusus digunakan pada aplikasi yang spesifikTriangular Gear dan karakteristik rasio kecepatan

  • Eliptical Gear dan karakteristik rasio kecepatanScroll Gear dan karakteristik rasio kecepatan

  • 5. Profil roda gigiProfil Involute

  • Geometri kontak pada Roda gigi

  • Profil Roda gigi dengan ketiga sudut standard AGMA

  • Pitch gigi roda gigi (britis unit)Pitch (P)adalah jarak antara satu puncak roda gigi ke puncak gigi berikutnya

    P : Pitchd : diameter lingkarang gearN : jumlah gigi gearDiameteral Pitch (Pd)didefinisikan sebagai jumlah gigi pada roda gigi per inci diameter pitchClearance (C)ClearanceSpeed Ratio (N1/N2)Perbandingan jumlah gigi roda gigi 1 dengan jumlah gigi roda gigi 2

  • Contoh 1Berapa lebar gigi roda gigi 4 Pd ?

    Diketahui Pd = 4Ditanya lebar gigi =?DijawabLebar gigi suatu roda gigi dianggap sama nilai nya dengan setengah nilai pitchSehingga lebar gigi adalahContoh 2roda gigi 5 Pd dengan 20 gigi, kontak dengan roda gigi yang mempunyai 63 gigi Hitung berapa jarak centre antara kedua roda gigi

  • Contoh 2Diketahui Pd = 5, N1 = 20 dan N2 = 63Ditanya jarak centre ke dua roda gigi (C) =?Dijawab= 6,3 inC = r1 + r2 = 2 + 6,3 = 8,3 InContoh 3Dua roda gigi 8 Pd digabungkan dengan jarak titik pusat 16 in. speed rasio 7/9Hitung jumlah masing-masing gigi gear

    Diketahui Pd = 8, N1/N2 = 7/9 dan C = 16 inDitanya jumlah gigi masing-masing roda gigi =?Dijawab

  • Diketahui Pd = 8, N1/N2 = 7/9 dan C = 16 inDitanya jumlah gigi masing-masing roda gigi =?DijawabN1/N2 = 7/9 N1 = 7/9 x N2 2Pd C = N1 + N2 = 7/9 N2 + N2 = 16/9 N2

    16/9 2Pd C = N216/9 x 2 x 8 x16 = N2144 = N2Jadi jumlah gigi roda gigi 2 adalah 144sehinggaN1 = 7/9 x N2N1 = 7/9 x 144 = 112 Jadi jumlah gigi roda gigi 1 adalah 112

  • Pitch gigi roda gigi (SI unit)Dalam SI unit, gigi roda gigi disebut sebagai modole (mo), dimana module diambilDari diameter pitch dalam milimeterSehinggad = N x moContoh 4Berapa lebar gigi roda gigi dengan 6 module ?

    Diketahui mo = 6Ditanya lebar gigi =?Dijawab= 6 x = 18,85 mm

    Lebar gigi adalah x P= x 18,85 mm = 9,43 mm

  • Contoh 5Dua roda gigi dengan module 3 di gabungkan dengan jarak titik pusat 384 mmDiketahui speed ratio adalah 7/9 hitung jumlah masing-masing gigi roda gigi tersebutDiketahui mo = 3, N1/N2 = 7/9 dan C = 384 mmDitanya jumlah gigi masing-masing roda gigi =?DijawabN1/N2 = 7/9 N1 = 7/9 x N2 8/3 x 384 = N2144 = N2N1 = 7/9 x N2N1 = 7/9 x 144 = 112 Jadi jumlah gigi roda gigi 1 adalah 112

  • Roda Gigi (Gear)6. BlacklashCelah yang dibuat ketika men design sepasang roda gigi, supaya ketika sepasang Roda gigi tersebut berputar tidak tersendat-sendat, tapi berputar secara lancar.

  • Blacklash yang direkomendasikan

  • Rasio Kontak (Mp)Garis kontak ketika sepasang roda gigi bekerja yang digambarkan dengan sebuah garisLurus pada masing-masing adendem kedua roda gigiDimana

  • Contoh 1Sepasang roda gigi mempunyai diameteral pitch 6, mempunyai sudut = 20, jarak Titik pusat kedua roda gigi tersebut adalah 7,5 in dan rasio kecepatan nya adalah 1,5/1. Hitung lah berapa kontak rasio kedua roda gigi tersebut?DiketahuiDitanya Mp = .?Jawabr2 = 4,5 in= 0,4549 in

  • 7. Power Gear TrainGear Train adalah kumpulan dari dua roda gigi atau lebihPerbandingan kecepatan putar antar gear adalah konstanTanda negatif untuk eksternal setDimanaN = jumlah gigin = putaranMv = Rasio putaran

  • Contoh sederhanaRasio kecepatan keseluruhan dinayatakan dengan train value (Mv) atau (Gtf)Train value (Mv)SehinggaGtf : gear train function

  • Contoh gabungan beberapa roda gigiPada dasarnya rangkaian roda gigi a sama dengan rangkaian roda gigi bSehingga

  • 8. Gaya pada gigi disaat terjadi transmisi dayaBerikut adalah salah satu contoh bentuk pembuatan DBB pasangan roda gigi

  • Contoh 2Diketahui :N2 : 20n1 : 1750 rpm Module (m) : 2,5N3 : 50daya (H) : 2,5 kwDitanya :DBBDaya yang bkerjaJawabDBB

  • Contoh 2

  • Reaksi tumpuan pada titik bSehingga resultan gaya nya adalah

  • 9. Bending stress ( St)Gaya yang tekan yang terjadi pada saat roda gigi bekerja. Rumus dasar untukMenentukan nilai bending stress pada gigi roda gigi adalahDimanaSt : Bending stressWt : gaya tangensialKo : Overload factorKv : Dynamic factorKs : Size factorPd : Diameterical pitchF : Face widthKm : Load distribution factorKb : Rim thickness factorJ : AGMA bending geometri factor

  • 9. Bending stress ( St)Untuk mendapatkan hasil design yang baik, maka bending stress tidak bolehMelebihi persamaan dibawah iniDimanaSt : Bending stressSat : allowable bending stress (Psi)YN : Stress cycle factor for bending stress1. Ko (Overload factor)Overload factor adalah nilai untuk menyatakan kelebihan beban pada roda gigiKo = 1 jika kapasitas roda gigi kurang dari 200%, apabila kapasitas nya melebihi 200% maka nilai Ko harus besar dari 1

    Sf : Safety factor for bending strengthKt : temperature factorKr : Reability factorAPABILAFAILURE/GAGAL

  • 9. Bending stress ( St)2. Kv (Dynamic factor)Kurva dynamic factor

  • 9. Bending stress ( St)2. Kv (Dynamic factor)Pemilihan nilai QvBerdasarkanKecepatan PitchBerdasarkan Aplikasi

  • 9. Bending stress ( St)2. Kv (Dynamic factor)

  • 9. Bending stress ( St)3. Ks (size factor)4. Km (load distribution factor)Load distribution factor adalah faktor untuk menyatakan ketidak rataan bebanYang didistribusikan melalui permukaan roda gigiUntuk menentukan fatigue strength digunakan roda gigi dengan diameter 0,3 in. Untuk roda gigi yang lebih besar dari 0,3 in ada kemungkinan penurunan fatigue strength roda gigi, hal ini di akomodir oleh size faktor.AGMA tidak mengeluarkan standard untuk size factor (Ks) dan merekomendasikanNilai Ks = 1Pastikan lebar spur gear terletak diantara8/Pd < F < 16/Pd

  • 9. Bending stress ( St)5. Kb (Rim Thickness factor)Rim Thickness factor digunakan untuk situasi roda gigi yang terbuat dari rim dan spoke sehingga kegagalan mungkin saja terjadi pada akar gigi roda gigi, Sehingga AGMA menggunakan parameter yang disebut backup ratio (mB)Dimanaht : Kedalaman gigi keseluruhanTR : Rim thickness dibawah akar gigi roda gigi

  • 9. Bending stress ( St)6. J (Bending Strength Geometry)Bending Strength Geometry is shown by AGMA Table

  • 6. J (Bending Strength Geometry)Bending Strength Geometry is shown by AGMA Table9. Bending stress ( St)

  • 6. J (Bending Strength Geometry)Bending Strength Geometry is shown by AGMA Table9. Bending stress ( St)

  • 6. J (Bending Strength Geometry)Bending Strength Geometry is shown by AGMA Table9. Bending stress ( St)

  • 6. J (Bending Strength Geometry)Bending Strength Geometry is shown by AGMA Table9. Bending stress ( St)

  • 6. J (Bending Strength Geometry)Bending Strength Geometry is shown by AGMA Table9. Bending stress ( St)

  • 7. Sat (allowable banding stress)Nilai Sat sangat bergantung pada komposisi material, kebersihan, tegangan sisa,Struktur material dan kualitas. Untuk baja harga Sat dapat diambil dari tabel AGMAStandard 2001-C95 berikut9. Bending stress ( St)

  • Sedangkan untuk besi cor dan perunggu, nilai Sat dapat di ambil dari tabelBerikut ini7. Sat (allowable banding stress)

  • Stress cycle factor didefinisikan sebagi gaya yang bekerja di se jumlah kontakGigi roda gigi. Nilai ini digunakan untuk menentukan jumlah siklus gaya operasinal.Jumlah siklus gaya yang di izinkan menurut AGMA adalah 10 dengan kontak gigiSebesar 99%, jika semua kondisi memenuhi, maka kita bisa memakai Y N = 1.Jika jumlah siklus nya tidak sama dengan 10, maka nilai nya diambil dari tabel berikut8. YN (strees cycle factor)9. Bending stress ( St)

  • 9. Sf (safety factor)Safety factor di tetapkan untuk keamanan perancangan, biaya produsi dan toleransiPada saat produksi. sefaty factor harus Bernilai besar dari 1, jika kurang dari 1, Maka product yang kita buat dianggap gagal. 10. Kt (temperature factor)Temperature factor digunakan untuk mempertimbangkan suhu operasional rodaGigi. Apabila suhu operasional tidak melebihi 250F, maka nilai Kt yang pilih adalah 1.Tapi apabila melebihi 250F, atau dibawah temperatur titik beku air maka nilai Kt harus disesuaikan11. KR (reability factor)Nilai KR diambil untuk mempertimbangkan nilai distribusi kegagalan bahanKetika dilakukan pengujian bahan. Jika nilai kegagalan materialnya 100 pada10 pengjian, maka nilai KR yg dipilih adalah 1, tapi bila kurang atau lebih, Maka nilai KR diambil berdasarkan tabel AGMA 2001-C95 berikut9. Bending stress ( St)

  • ContohRancanglah sistem roda gigi yang terdiri dari pinion gear, gear dan idler gearDengan data-data sebagai berikut. Asumsi pinion kontak dengan idler gearIdler Gear kontak dengan Gear

  • ContohRancanglah sistem roda gigi yang terdiri dari pinion gear, gear dan idler gearDengan data-data sebagai berikut. Asumsi pinion kontak dengan idler gearIdler Gear kontak dengan GearDitanya

  • Jawab1. Jumlah gigi gear (NG)DimanamG adalah kontak rasio (rasio train)2. Torsi pada pinion shaft (Tp)

  • 4. Torsi Out put (TG)5. Diameter Pitch (d)

  • 6. Transmited load (Wt)7. Radial load (Wr)

  • 6. Total load

    *************************************