Successfully reported this slideshow.
We use your LinkedIn profile and activity data to personalize ads and to show you more relevant ads. You can change your ad preferences anytime.

Tugas elemen mesin full

7,866 views

Published on

tes

Published in: Design
  • Be the first to comment

Tugas elemen mesin full

  1. 1. BAB I PENDAHULUAN 1 1.1 Latar Belakang Perguruan Tinggi merupakan salah satu alat penunjang potensial untuk menghasilkan enginer yang ahli dan profesional. Untuk mencapai sasaran ini diperlukan kurikulum yang baik, agar terbentuk hubungan yang sinergi antara lembaga pendidikan dan dunia industri yang terkait. Tugas Elemen Mesin merupakan salah satu latihan yang baik bagi mahasiswa agar dapat mengaplikasikan ilmu yang telah diperolehnya ke dalam bentuk suatu analisis dari suatu peralatan. Selain untuk menambah wawasan mahasiswa, tugas ini dapat menjadi tantangan tersendiri bagi mahasiswa dalam menguji keseriusannya dalam menempuh pendidikannya di perguruan tinggi ini. Proses perancangan telah ada sejak manusia diciptakan, karena sifat manusia yang ingin mudah dalam menjalani hidupnya dan pada dasarnya proses perancangan memang ditujukan untuk memudahkan manusia untuk memenuhi kebutuhannya. Proses perancangan sangat banyak kelompoknya, bisa dikatakan tidak terbatas, sesuai dengan kebutuhan manusia yang tidak pernah puas dengan apa yang ada. Sebagai mahasiswa teknik mesin sudah pasti harus bisa merancang sesuatu yang bisa memudahkan untuk memenuhi kebutuhan yang tentu berkaitan dengan bidangnya.
  2. 2. Recognition of need Definition of problem Synthesis Analysis and optimization Evaluation Presentation Tapi untuk merencanakan sesuatu yang dapat memudahkan untuk memenuhi kebutuhan bukan hal yang mudah, apalagi di zaman sekarang ini yang bisa dikatakan segalanya telah ada tetapi manusia tidak pernah puas dan ingin lebih mudah lagi. Untuk sampai pada hasil rancangan harus melalui proses yang rumit dan panjang. Di zaman sekarang ini yang segalanya sudah tersedia, proses perancangan dapat dipermudah. Dengan berbagai organisasi yang mengeluarkan standar-standar tertentu untuk bermacam-macam elemen mesin, para perancang tidak perlu membuat keseluruhan elemen mesin yang akan digunakan dalam rancangannya. Tetapi yang sulit bagi para perancang adalah proses pemilihan elemen mesin yang tepat, yang dapat memenuhi persyaratan si perancang itu sendiri. Dalam perancangan mesin kali ini , mencoba mengangkat permasalahan tentang Gearbox. Gearbox merupakan salah satu komponen dari suatau mesin yang berupa rumah untuk roda gigi. Komponen ini harus harus memiliki kontruksi yang tepat agar dapat menempatkan poros – poros roda gigi pada sumbu yang benar sehingga roda gigi dapat berputar dengan baik. Maka dari itu dengan sedikit mungin 2 Iteration
  3. 3. gesekan yang terjadi. Selain harus memilki konstruksi yang tepat, terdapat beberapa kriteria yang dapat dipenuhi oleh komponen ini yaitu dapat meredam getaran yang timbul akibat putaran dan gesekan pada roda gigi. Dari kesulitan konstruksi yang disyaratkan dan pemenuhan kriteria yang dibutuhkan, maka kami bermaksud membuat produk tersebut sebagai objek 3 perancangan tugas elemen mesin. Pembuatan produk tersebut dengan memperhatikan spesifikasi yang diinginkan. 1.2 Batasan Masalah Penulis akan membatasi pembahasan hanya sampai memperhitungkan aspek mekanika saja dan terbatas kepada komponen-komponen mesin yang telah dipelajari pada mata kuliah elemen mesin I. Sedangkan aspek-aspek yang lainnya yang akan dibahas secara sekilas saja. Dalam laporan tugas elemen mesin I ini penulis membatasi permasalahan hanya pada perhitungan beberapa komponen pada roda gigi. Metode pengukuran yang kami pilih sangat sederhana, dengan menghitung kembali roda gigi dengan melihat spesifikasi pada kendaraan bermotor. 1.3 Tujuan Adapun tujuan dari mata kuliah ini adalah sebagai berikut : 1. Mengenal beberapa komponen mesin beserta beban utamanya. 2. Memahami tahap – tahap perancangan roda gigi. 3. Mampu membuat gambar sket dan gambar teknik dari komponen yang dirancang. 4. Menentukan variable yang akan dittemukan di lapangan.
  4. 4. 1.4 Sistematika Penulisan dan Pembahasan Dalam laporan ini penulis melakukan pembahasan secara sistematis dengan 4 sistematika sebagai berikut: Bab I berisi tentang latar belakang desain, batasan masalah beserta tujuan penulis dalam mengerjakan tugas elemen mesin. Bab II berisi tentang teori dasar tentang komponen-komponen padr roda gigi. Bab III berisi perhitungan roda gigi pada kendaraan bermotor sesuai spesifikasi yang telah di pilih pda tipe kendaraan. Bab IV berisi tentang hasil dan analisa roda gigi. Bab V berisi tentang kesimpulan hasil perhitungan dan analisis roda gigi. Di samping itu laporan ini juga membuat beberapa lampiran yang berisikan tentang gambar teknik dan tabel – tabel yang diperlukan data perancangan roda gigi.
  5. 5. BAB II TINJAUAN PUSTAKA Rodagigi digunakan untuk mentransmisikan daya besar dan putaran yang tepat. Rodagigi memiliki gigi di sekelilingnya, sehingga penerusan daya dilakukan oleh gigi-gigi kedua roda yang saling berkait. Rodagigi sering digunakan karena dapat meneruskan putaran dan daya yang lebih bervariasi dan lebih kompak daripada menggunakan alat transmisi yang lainnya, selain itu rodagigi juga memiliki beberapa kelebihan jika dibandingkan dengan alat transmisi lainnya, yaitu :  Sistem transmisinya lebih ringkas, putaran lebih tinggi dan daya yang 5 besar.  Sistem yang kompak sehingga konstruksinya sederhana.  Kemampuan menerima beban lebih tinggi.  Efisiensi pemindahan dayanya tinggi karena faktor terjadinya slip sangat kecil.  Kecepatan transmisi rodagigi dapat ditentukan sehingga dapat digunakan dengan pengukuran yang kecil dan daya yang besar. Rodagigi harus mempunyai perbandingan kecepatan sudut tetap antara dua poros. Di samping itu terdapat pula rodagigi yang perbandingan kecepatan sudutnya dapat bervariasi. Ada pula rodagigi dengan putaran yang terputus-putus. Dalam teori, rodagigi pada umumnya dianggap sebagai benda kaku yang hampir tidak mengalami perubahan bentuk dalam jangka waktu lama.
  6. 6. 6 2.1 Klasifikasi Rodagigi Rodagigi diklasifikasikan sebagai berikut :  Menurut letak poros.  Menurut arah putaran.  Menurut bentuk jalur gigi 2.1.1 Menurut Letak Poros Menurut letak poros maka rodagigi diklasifikasikan seperti tabel berikut : Letak Poros Roda Gigi Keterangan Roda Gigi dengan Poros Sejarar Roda gigi Lurus Roda gigi Miring Roda gigi Miring Ganda Klasifikasi atas dasar bentukalur gigi Roda gigi dengan poros berpotongan Roda gigi kerucut lurus Roda gigi kerucut spiral Roga gigi kerucut zerol Roda gigi kerucut miring Roda gigi miring ganda Klasifikasi atas dasar bentuk jalur gigi Rodagigi permukaan dengan poros Berpotongan Rodagigi dengan poros berpotongan berbentuk istimewa Rodagigi miring silang Batang gigi miring silang Kontak gigi Gerak lurus dan berputar Rodagigi dengan poros Rodagigi cacing silindris Rodagigi cacing selubung ganda 5
  7. 7. silang Rodagigi cacing samping Rodagigi hiperboloid 7 Rodagigi hipoid Rodagigi permukaan silang 2.2.2 Menurut arah putaran Menurut arah putarannya, rodagigi dapat dibedakan atas :  Rodagigi luar ; arah putarannya berlawanan.  Rodagigi dalam dan pinion ; arah putarannya sama 2.2.3 Menurut bentuk jalur gigi Berdasarkan bentuk jalur giginya, rodagigi dapat dibedakan atas : 2.2.3.1 Rodagigi Lurus Rodagigi lurus digunakan untuk poros yang sejajar atau paralel. Dibandingkan dengan jenis rodagigi yang lain rodagigi lurus ini paling mudah dalam proses pengerjaannya (machining) sehingga harganya lebih murah. Rodagigi lurus ini cocok digunakan pada sistim transmisi yang gaya kelilingnya besar, karena tidak menimbulkan gaya aksial.
  8. 8. 8 Gambar 2.1 Rodagigi Lurus Ciri-ciri rodagigi lurus adalah : 1. Daya yang ditransmisikan < 25.000 Hp 2. Putaran yang ditransmisikan < 100.000 rpm 3. Kecepatan keliling < 200 m/s 4. Rasio kecepatan yang digunakan  Untuk 1 tingkat ( i ) < 8  Untuk 2 tingkat ( i ) < 45  Untuk 3 tingkat ( i ) < 200  ( i ) = Perbandingan kecepatan antara penggerak dengan yang digerakkan 5. Efisiensi keseluruhan untuk masing-masing tingkat 96% - 99% tergantung disain dan ukuran. Jenis-jenis rodagigi lurus antara lain :
  9. 9. 9 1. Rodagigi lurus (external gearing) Rodagigi lurus (external gearing) ditunjukkan seperti gambar 2.2. Pasangan rodagigi lurus ini digunakan untuk menaikkan atau menurunkan putaran dalam arah yang berlawanan. Gambar 2.2 Rodagigi Lurus Luar 2. Rodagigi dalam (internal gearing) Rodagigi dalam dipakai jika diinginkan alat transmisi yang berukuran kecil dengan perbandingan reduksi besar. 3. Rodagigi Rack dan Pinion Rodagigi Rack dan Pinion (gambar 2.3) berupa pasangan antara batang gigi dan pinion rodagigi jenis ini digunakan untuk merubah gerakan putar menjadi lurus atau sebaliknya.
  10. 10. Gambar 2.3 Rodagigi Rack dan Pinion 10 4. Rodagigi permukaan Rodagigi lurus permukaan (gambar 2.4) memiliki dua sumbu saling berpotongan dengan sudut sebesar 90°. Gambar 2.4 Roda gigi permukaan. 2.2.3.2 Roda gigi Miring Roda gigi miring hampir sama dengan roda gigi lurus, tetapi dalam pengoprasiannya roda gigi lurus lebih lembut dan tingkat kebisingannya rendah perkontakan antara gigi lebih dari 1.
  11. 11. 11 Gambar 2.5 Roda gigi miring Ciri – cirri roda gigi mirng :  Arah gigi membentuk sudut terhadap poros.  Distribusi beban sepanjang garis kontak tidak uniform  Kemampuan pembebanan lebih besar dari roda gigi lurus  Gaya aksial lebih besar sehingga memerlukan bantalan aksial dan roda gigi yang kokoh. Jenis – jenis roda gigi miring antara lain ; 1. Roda Gigi Miring Biasa Gambar 2.6 Roda gigi Miring Biasa
  12. 12. 12 2. Roda Gigi Miring Silang Gambar 2.7 Roda gigi Miring Silang 3. Roda gigi Miring Ganda Gambar 2.8 Roda gigi Miring Ganda 4. Roda gigi Mirirng Bersambung Gambar 2.9 Roda gigi mirirng Bersambung
  13. 13. 13 2.2.3.3 Roda gigi Kerucut Roda gigi kerucut digunakan untuk mentransmisikan 2 buah poros yang saling berpotongan. Gambar 2.10 Roda gigi Kerucut Jenis – jenis roda gigi kerucut : 1. Roda gigi lurus kerucut
  14. 14. 14 Roda gigi kerucut miring Gambar 2.11 Roda gigi kerucut miring 2. Roda gigi kerucut Spiral Gambar 2.12 Roda gigi Kerucut Spiral 3. Roda gigi Kerucut hypoid Gambar 2.13 roda gigi kerucut hypoid
  15. 15. 15 2.2.3.4 Roda gigi Cacing Ciri-ciri roda gigi cacing adalah : 1. Kedua sumbu saling bersilang dengan jarak sebesar a, biasanya sudut yang dibentuk kedua sumbu sebesar 90o. 2. Kerjanya halus dan hampir tanpa bunyi 3. Umumnya transmisi tidak dapat dibalik untuk menaikan putaran dari roda cacing ke cacing (mengunci sendiri). 4. Perbandingan reduksi dapat dibuat sampai 1 : 150. 5. Kapasitas beban yang besar dimungkinkan karena kontak beberapa gigi biasanya 2 sampai 4. 6. Roda gigi cacing efisiensinya sangat rendah, terutama jika sudut kisarannya kecil. Batasan roda gigi cacing adalah : a) Kecepatan roda gigi cacing maksimun 40.000 rpm b) Kecepatan keliling roda gigi cacing maksimum 69 m/s c) Tosi maksimun roda gigi cacing adalah 70.000 m kgf d) Gaya keliling roda gigi cacing maksimum 80.000 kgf e) Diameter roda gigi cacing maksimum 2 m f) Daya maksimum 1.400 Hp Peningkatan pemakaian roda gigi cacing seperti pada gambar 2.15 dibatasi pada nilai i antara 1 sampai dengan 5 , karena dengan ini dapat mentransmisikan daya yang besar dengan efisiensi yang tinggi dan selanjutnya hubungan seri dengan salah satu
  16. 16. tingkat roda gigi lurus sebelum atau sesudahnya untuk dapat mendapat reduksi yang lebih besar dengan efisiensi yang lebih baik. 16 Gambar 2.15 Roda gigi Cacing. Pemakaian dari roda gigi cacing meliputi : gigi reduksi untuk semua transmisi samapi daya 1.400 HPDiantaranya pada lift, motor Derek, untuk mesiln tekstil, rangkakaian kemudi kapal, mesin bor vertikal, mesin frais dan juga untuk berbagai sistem kemudi kendaraan. Adapun frofil dari roda gigi cacing ditunjukan seperti pada gambar 2.16 : Gambar 2.16 profil roda gigi cacing 1. N-worm atau A-worn Gigi cacing yang punya profil trapozidal dalam bagian normal dan bagian aksial, diproduksi dengan menggunakan mesin bubut dengan pahat yang berbentuk trapezium, serta tanpa proses penggrindaan. 2. E – worn Gigi cacing yang menunjukan involut pada gigi miring dengan  antara 87o sampai dengan 45o.
  17. 17. 17 3. K-worn Gigi cacing yang dipakai untuk perkakas pahat mempunyai bentuk trapezoidal, menunjukan dua kerucut. 4. H- worn Gigi cacing yang dipakai untuk perkakas pahat yang berbentuk cembung . Tipe – tipe yang perpenggerak roda gigi cacing antara lain : a. Cylindrical worm gear dengan pasangan gigi globoid. Gambar 2.17 Cylindical Worm Gear dengan pasangan Gigi Globoid. b. Globoid worm gear dipasangkan dengan roda gigi lurus. Gambar 2.18 Globoid worm drive dipasangkan roda gigi lurus. c. Globoid worm drive dipasangkan dengan roda gigi globoid.
  18. 18. Gambar 2.19 worm drive dipasangkan dengan roda gigi floboid d. Roda gigi cacing krucut dipasangkan dengan roda gigi kerucut globoid yang dinamai dengan roda gigi spiroid (gambar 2.20) Gambar 2.20 Roda gigi cacing krucut dipasangkan dengan roda gigi kerucut 18 globoid.
  19. 19. 2.3 perbandigan putaran dan perbandingan Roda gigi Jika putaran roda gigi yang berpasangan dinyatakan dengan n1 (rpm) pada poros penggerak dan n2 (rpm) pada poros yang digerakkan, diameter lingkaran jarak bagi d1 (mm) dan d2 (mm) dan jumlah gigi z1 dan z2 , maka perbandingan putaran u adalah : 19 U= 푛1 푛2 = 푑1 푑2 = 푚 .푧1 푚 .푧2 = 푧1 푧2 = 1 푖 = 푧1 푧2 = i Harga I adalah perbandingan antara jumlah gigi pada roda gigi dan pinion, dikenal juga sebagai perbandingan transmisi atau perbandingan roda gigi. Perbandingan ini dapat sebesar 4 sampai 5 dalam hal roda gigi lurus standar, dan dapat diperbesar sampai 7 dengan perubahan kepala. Pada roda gigi miring ganda dapat sampai 10. Jarak sumbu poros alumunium (mm) dan diameter lingkaran jarak bagi d1 dan d2 (mm) dapat dinyatakan sebagai berikut : 훼 = (푑1+푑2) 2 = 푚 (푧1+푧2) 2 d1 = 2 푎 푖+1 d2 = 2 푎 .푖 푖 +1
  20. 20. 20 2.4 Nama-nama Bagian Roda gigi Berikut beberapa buah istilah yang perlu diketahui dalam perancangan roda gigi yang perlu diketahui yaitu : 1. Lingkaran pitch (pitch circle) Lingkaran khayal yang menggelinding tanpa terjadinya slip. Lingkaran ini merupakan dasar untuk memberikan ukuran-ukuran gigi seperti tebal gigi, jarak antara gigi dan lain-lain. 2. Pinion Roda gigi yang lebih kecil dalam suatu pasangan roda gigi. 3. Diameter lingkaran pitch (pitch circle diameter) Merupakan diameter dari lingkaran pitch. 4. Diameter pitch Jumlah gigi persatuan pitch diameter. 5. Jarak bagi lingkar (circular pitch) Jarak sepanjang lingkaran pitch antara profil dua gigi yang berdekatan atau keliling lingkaran pitch dibagi dengan jumlah gigi, secara formula dapat ditulis : 6. Modul (module) Perbandingan antara diameter lingkaran pitch dengan jumlah gigi. 7. Adendum (dedendum) Jarak antara lingkaran kepala dengan lingkaran pitch dengan lingkaran pitch diukur dalam arah radial. 8. Dedendum (dedendum) Jarak antara lingkaran pitch dengan lingkaran kaki yang diukur dalam arah radial.
  21. 21. 21 9. Working Depth Jumlah jari-jari lingkaran kepala dari sepasang roda gigi yang berkontak dikurangi dengan jarak poros. 10. Clearance Circle Lingkaran yang bersinggungan dengan lingkaran addendum dari gigi yang berpasangan. 11. Pitch point Titik singgung dari lingkaran pitch dari sepasang roda gigi yang berkontak yang juga merupakan titik potong antara garis kerja dan garis pusat. 12. Operating pitch circle Lingkaran-lingkaran singgung dari sepasang roda gigi yang berkontak dan jarak porosnya menyimpang dari jarak poros yang secara teoritis benar. 13. Addendum circle Lingkaran kepala gigi yaitu lingkuran yang membatasi gigi. 14. Dedendum circle Lingkaran kaki gigi yaitu lingkaran yang membatasi kaki gigi. 15. Width of space Tebal ruang antara roda gigi diukur sepanjang lingkaran pitch. 16. Sudut tekan (pressure angle) Sudut yang dibentuk dari garis normal dengan kemiringan dari sisi kepala gigi. 17. Kedalaman total (total depth) Jumlah dari addendum dan dedendum. 18. Tebal gigi (tooth thickness)
  22. 22. Lebar gigi diukur sepanjang lingkaran pitch. 22 19. Lebar ruang (tooth space) Ukuran ruang antara dua gigi sepanjang lingkaran pitch. 20. Backlash Selisih antara tebal gigi dengan lebar ruang. 21. Sisi kepala (face of tooth) Permukaan gigi diatas lingkaran pitch. 22. Sisi kaki(flank of tooth) Permukaan gigi dibawah lingkaran pitch. 23. Puncak kepala (top land) Permukaan dipuncak gigi. 24. Lebar gigi (face width) Kedalaman gigi diukur sejajar sumbunya.
  23. 23. BAB III PERHITUNGAN RODA GIGI 23 3.1 Menentukan Ukuran Roda Gigi Untuk merancang roda gigi yang mamapu mentransmisikan daya maksimum sebesar 104 ps pada putaran 6000 rpm. Pada mobil “Bus HINO R260 RK8JSKA-NHJ dan direncanakan menggunakan roda gigi miring: Hal – hal yang direncanakan diantara lain:  Sudut miring ,  = 25°  Sudut tekanan,  = 20°  Jarak sumbu poros, a = 100 mm  Muodul (m) = 3  Perbandingan transmisi : I1 = 3,769 I2 = 2,045 I3 = 1,376 I4 = 1,000 I5 = 0,838
  24. 24. 24 Gigi mundur : R = 4,128 Karena dasar dalam perencanaan roda gigi itu perbandingan kecepatan atau perbandingan transmisi (I), yaitu perbandingan lingkungan jarak roda gigi yang satu dengan jumlah gigi yang ke dua.  Perhitungan Transmisi 1  Menghitung jarak lingkaran sementara , d1 d1¹ = 2.푎 1+푖 d2¹ = 2 .푎 ,푖 1+푖 = 2 푥 100 1+3,769 = 2푥100푥 3,769 1+3,769 = 42 mm = 158 mm d1¹ = 22 mm d2¹ = 158 mm  Jumlah gigi, (z) : Z1 = d1¹ 푚 Z2 = d2² 푚 = 42 3 = 158 3 = 14 gigi = 53 gigi
  25. 25. 25  Dimensi roda gigi o Diameter tusuk , Dt: Dt1 = m ∙ z1 Dt2 = m ∙ z² = 3 x 14 = 3 x 53 = 42 mm = 159 mm o Diameter kepala, Dk: Dk1 = m (z1+2) Dk2 = m (z2+2) = 3 (14+2) = 3 (53+2) = 48 mm = 165 mm o Diameter kaki , Df : Df¹ = m (Z1-2) Df² = m (Z2-2) = 3 (14-2) = 3 (53-2) = 36 mm = 153 mm
  26. 26. 26  Perhitungan Transmisi 2  Diameter jarak lingakaran sementara, d1: d1¹ = 2.푎 1+푖 d21 = 2 ∙푎 ∙푖 1+푖 = 2푥 100 1+2,045 = 2푥 100 푥 2,045 1+2,045 = 66 mm = 134 mm  Jumlah gigi , z: Z1 = d1¹ 푚 Z2 = d2² 푚 = 66 3 = 134 3 = 22 gigi = 45 gigi  Dimensi roda gigi: o Diameter tusuk, Dt : Dt1 = m ∙ Z1 Dt2 = m ∙ Z2 = 3 x 22 = 3 x 45 = 66 mm = 135 mm o Diameter kepala, Dk : Dk1 = m ∙ (Z1 + 2) Dk2 = m ∙ (Z2+ 2) = 3 x (22 + 2 ) = 3 x (45 +2)
  27. 27. = 72 mm = 225 mm 27 o Diameter kaki , Df : Dk1 = m (Z1-2) Dk2 = m (Z2-2) = 3 (22 – 2 ) = 3 (45 -2) = 60 mm = 129 mm  Perhitungan Transmisi 3  Menghitung jarak lingkaran sementara , d1 : d1¹= 2.푎 1+푖 d21 = 2 ∙푎 ∙푖 1+푖 = 2푥 100 1+1,376 = 2 푥100푥 3,076 1+1,376 = 84 mm = 115 mm  Jumlah gigi, z : Z¹= d1¹ 푚 z2 = d2² 푚 = 84 3 = 115 3 = 28 gigi = 38 gigi  Diamater roda gigi : o Diameter tusuk, Dt: Dt1 = m ∙ z1 Dt2 = m ∙ z2
  28. 28. = 3 x 28 = 3 x 38 = 84 mm = 114 mm 28 o Diameter kepala, Dk: Dk1 = m ∙ (z1 + 2) Dk2 = m ∙ (z2+2) = 3 x (28 + 2 ) = 3 x (38 + 2) = 90 mm = 120 mm o Diameter kaki, Df : Dk1 = m (Z1-2) Dk2 = m (Z2-2) = 3 x (28 – 2 ) = 3 x (38 -2) = 78 mm = 108 mm  Perhitungan Transmisi 4  Menghitung jarak lingkaran sementara , d1 : d1¹ = 2.푎 1+푖 d2 1 = 2 ∙푎 ∙푖 1+푖 = 2 ∙100 1+1,000 = 2 푥100푥 1,000 1+1,000 = 100 mm = 100 mm  Jumlah gigi, z : Z¹ = d1¹ 푚 z2 = d2² 푚
  29. 29. 29 = 100 3 = 100 3 = 33 gigi = 33 gigi  Diameter roda gigi : o Diameter tusuk, Dt: Dt1 = m ∙ z1 Dt2 = m ∙ z2 = 3 x 33 = 3 x 33 = 99 mm = 99 mm o Diameter kepala, Dk: Dk1 = m ∙ (z1 + 2) Dk2 = m ∙ (z2+2) = 3 x ( 33 + 2 ) = 3 x ( 33+ 2) = 105 mm = 105 mm o Diameter kaki, Df: Dk1 = m (Z1-2) Dt2 = m (Z2-2) = 3 x (33 – 2 ) = 3 x (33-2) = 93 mm = 93 mm
  30. 30. 30  Menghitung transmisi 5  Menghitung jarak lingkaran sementara , d1 : d1¹ = 2.푎 1+푖 d2² = 2 ∙푎 ∙푖 1+푖 = 2 푥 100 1+0,838 = 2 푥100푥 0,838 1+0,838 = 108,81 mm = 91,18 mm  Jumlah gigi, z : Z¹ = d1¹ 푚 z² = d2² 푚 = 109 3 = 91 3 = 36gigi = 30 gigi  Diameter roda gigi : o Diameter tusuk, Dt: Dt¹ = m ∙ z1 Dt² = m ∙ z2 = 3 x 36 = 3 x 30 = 108 mm = 90 mm o Diameter kepala, Dk:
  31. 31. Dk¹ = m ∙ (z1 + 2) Dk² = m ∙ (z2+2) = 3 x (36 + 2 ) = 3 x ( 30+ 2) = 114mm = 96 mm 31 o Diameter kaki, Df: Df¹ = m (Z1-2) Df² = m (Z2-2) = 3 x (36 – 2 ) = 3 x (30 -2) = 102 mm = 84 mm Tabel 3.1 Tabel Dimensi Roda Gigi Transmisi Z1 (gigi) Z2 (gigi) Dt1 (mm) Dt2 (mm) Dk1 (mm) Dk2 (mm) Df1 (mm) Df2 (mm) 1 14 53 42 159 48 165 36 153 2 22 45 66 135 72 225 60 129 3 28 38 84 114 90 120 78 108 4 33 33 99 99 105 105 93 93 5 36 30 108 90 114 96 102 84 3.2 Menentukan jarak sumbu poros pada roda gigi Jarak sumbu poros pada roda gigi adalah perbandingan antara jumlah dari diameter jarak bagi lingkaran pada roda gigi di bagi 2:  = 푑푡1+푑푡2 2 = 42+159 2
  32. 32. 32 = 101 mm 3.3 Perencanaan Roda Gigi mundur Hasil pengukuran dan pengamatan spesifikasi mesin adalah sebagai berikut :  Putaran motor (ni) = 6000 rpm  Daya (N1) = 104 ps  Ratio roda pada gigi mundur (ir) = 4,128  Ratio roda pada gigi final (ifg) = 4,875  Material = Baja St 70.11  Sudut tekanan normal = 20° (standart ISO )  o = 0 (untuk roda gigi lurus) o = 0.35 ∙퐾퐷 ∙푖 퐶푠 ∙푆퐺∙(1+푖) = 0,35 푥 0,625 푥 4,128 1,5 푥 0,8 (1+4,128) = 0,1467 kgf / mm² 3.3.1 Diameter Refrensi Diameter refrensi pertama pada poros penggerak (poros 1 ) ditentukan dengan persamaan:
  33. 33. 33 db ≤ 113 √ 푑푏 . 1 .푁1 푏.푛1.훽푧푢푙 3 db ≤ 113 √ 1 푥 104 0,5 푥 6000 푥 0,1467 3 db1 = 69,861 mm db1 = 70 mm V = 휋.퐷.푛 60 푥 10³ = 3,14 푥 69,861 푥 6000 60 푥 10³ = 21,93 m/s Diameter refrensi roda gigi yang kedua: db2 = ir. db1= 4,128 x 69,861 = 288,38 mm db3 = ifg . db2 = 4,875 x 69,861 = 340,57 mm 3.3.2 Diameter Jarak Bagi Dianggap tidak ada factor korigasi (X1=X2=0) sehingga diameter jarak bagi (d) sama dengan diameter refrensinya. dq1 = db1 = 69,861 mm dq2 = db2 = 288,38 mm dq3 = db3 = 340,57 mm 3.3.3 Jumlah gigi Jumlah gigi roda gigi 1 dipilih :
  34. 34. 34 Z1= 2 푎 (1+푖푟).푚 = 2 푥 100 (1+4,128) 푥 3 = 13 Jumlah gigi roda gigi 2 dipilih : Z2=ir . z1 = 4,128 x 13 = 53,664 = 54 Jumlah gigi roda gigi 3 dipilih : Z3 = ifg . z1 = 4,875 x 13 = 63,375 = 63 3.3.4 Modul Modul ini ditentukan dengan persamaan: m = = 푑표1 푧1 = = 푑표2 푧2 = = 69,861 13 = 5,373 = 5 3.3.5 Lebar Gigi W = b . db1 = 0.5 x 69,861 = 34, 930 mm = 35 mm 3.3.6 Tinggi Kepala dan Tinggi Gigi Berdasarkan DIN 867 (tabel 21/5) hk/m = 1 dan hf / m = 1,1 – 1,3 Tinggi kepala sama dengan modul : hk = m = 5,373 mm Tinggi kepala pasangan roda gigi dipilih sama : hk1 = hk2
  35. 35. Tinggi kaki dipilih sebesar , 1,25 mm: 35 hf1 = 1,25 x 5,373 = 6,716 mm Tinggi kakai pasangan roda gigi adalah : hf1 = hf2 = hf = 6,716 mm 3.3.7 Diamater Lengkungan Kepala : Untuk roda gigi 1 : dk1 = do1+ 2hk1 = 69,861 + (2 x 5,373)= 80,60 mm Untuk roda gigi 2 : dk2 = do2 + 2hk2 = 288,38 + (2 x 5,373) = 299,12 mm Untuk roda gigi 3 : dk3 = do3 + 2hk3 = 340,57 + (2 x 5,373) = 351,31 mm 3.3.8 Diamater lingkaran Kaki : Untuk roda gigi 1 : dk1 = do1 - 2hk1 = 69,861 - (2 x 5,373) = 59 mm Untuk roda gigi 2 : dk2 = do2 - 2hk2 = 288,38 - (2 x 5,373) = 277,63 mm Untuk roda gigi 3 : dk3 = do3 - 2hk3 = 340,57 - (2 x 5,373) = 329,82 mm 3.3.9 Jarak Pusat Jarak pusat ditentukan dengan :  = 0,5 (db1 + db2) = 0,5 (69,861 + 288,38) = 179,12 mm
  36. 36. 36 3.3.10 Jarak Bagi Jarak bagi ditentukan : t0= . m = 3,14 x 5,373 = 16,87 mm  Kekuatan gigi Untuk penghitungan kekuaatan gigi digunakan dua metode yang paling dasar pada perhitungan dan diutamakan pada kekuatan terhadap lenturan dan tekanan pada permukaan gigi. Kedua metode ini merupakan metode perencanaan menurut standart. Untuk melakukan perencanaan roda gigi perlu diketahiu seperti hal- hal berikut ini : o Bahan Pinyon S45C dengan :  Kekuatan tarik b : 58 (N/mm2)  Kekuatan permukaan sisi gigi , Hb : 198  Tegangan lenturan yang diizinkan al: 30 N/mm2 Misalkan faktor tegangan kontak diambil antara baja dengan kekrasan (200Hb) dengan besi cor maka Hk : 0,079 N/mm2. Maka perhitungan dapat dilakukan sebagai berikut :  Transmisi 1 Z1 =14 Y1 = 0,276 Z2 = 53 Y2 = 0.408 (0,421−0,408)푥 1 10 = 0,409  Kecepatan V = 휋 . 푑푡 .푛 1000 푥 60
  37. 37. 37 = 3,14 푥 42 푥 6000 1000 푥 60 = 13,18 m/s  Gaya tangensial ft = 102 푥 푝 푣 = 102 푥 104 13,18 = 804, 85 N  Faktor dinamis Fv = 6 6+푣 = 6 6+13,18 = 0,31  Beban lentur yang diizinkan persatuan lebar F1b1 = a1 .m .Y1 .fv = 30 x 3 x 0,276 x 0,31 = 7,70 N/m F2b2 = a1 .m .Y2 .fv = 30 x 3 x 0,409 x 0,31 = 11,41 N/m  Beban permukaan yang diizinkan persatuan lebar 2 .z2 z1+z2 F1H = Fv .kH .dt1 . = 0,31 x 0,079 x 42 x 2 x 53 7 + 53
  38. 38. 38 = 1,62 N/mm  Transmisi 2 Z1 = 22 Y1 = 0,327 + (0,333 − 0,327)푥 1 10 = 0,3276 Z2 = 45 Y2 = 0.396 (0,402−0,396)푥 1 10 = 0,397  Kecepatan V = 휋 . 푑푡 .푛 1000 푥 60 = 3,14 푥 66 푥 6000 60000 = 20,72, m/s  Gaya tangensial ft = 102 푥 푝 푣 = 102 푥 104 20,72 = 511.96N  Faktor dinamis Fv = 5 ,5 5,5+푣½ = 5 ,5 5,5+20,72½
  39. 39. 39 = 0,54  Beban lentur yang diizinkan persatuan lebar F1b1 = a1 .m .Y1 .fv = 30 x 3 x 0,3276 x 0,54 = 15,92 N/mm F2b2 = a1 .m .Y2 .fv = 30 x 3 x 0,397 x 0,54 = 19,92 N/m  Beban permukaan yang diizinkan persatuan lebar 2 .z2 z1+z2 F1H = Fv .kH .dt1 . = 0,54 x 0,079 x 66 x 2 x 45 22 + 45 = 3,78 N/mm  Transmisi 3 Z1 = 28 Y1 = 0,349 + (0,358−0,349)푥 1 10 = 0,3499 Z2 = 38 Y2 = 0,349  Kecepatan V = 휋 . 푑푡 .푛 1000 푥 60
  40. 40. 40 = 3,14 푥 84 푥 6000 60000 = 26,37 m/s  Gaya tangensial ft = 102 푥 푝 푣 = 102 푥 104 26,37 = 402,27 N  Faktor dinamis Fv = 5 ,5 5,5+푣½ = 5 ,5 5,5+26,37½ = 0,51  Beban lentur yang diizinkan persatuan lebar F1b1 = a1 .m .Y1 .fv = 30 x 3 x 0,3499 x 0,51 = 16,06 N/m F1b2 = a1 .m .Y2 .fv = 30 x 3 x 0,383 x 0,51 = 17,57 N/mm  Beban permukaan yang diizinkan persatuan lebar 2 .z2 z1+z2 F1H = Fv .kH .dt1 .
  41. 41. 41 = 0,51 x 0,079 x 48 x 2 x 38 28 + 38 = 3,89N/mm  Transmisi 4 Z1 = 33 Y1 = 0,358 + (0,371−0,358)푥 1 10 = 0,359 Z2 = 33 Y2 = 0,358 (0,371 − 0,358) 1 10 = 0,359  Kecepatan V = 휋 . 푑푡 .푛 1000 푥 60 = 3,14 푥 99 푥 6000 60000 = 31,08 m/s  Gaya tangensial ft = 102 푥 푝 푣 = 102 푥 104 31,08 = 341,31 N  Faktor dinamis Fv = 5,5 5,5+푣
  42. 42. 42 = 5 ,5 5,5+31,08½ = 0,49  Beban lentur yang diizinkan persatuan lebar F1b1 = a1 .m .Y1 .fv = 30 x 3 x 0,359 x 0,49 = 15,83 N/m F1b2 = a1 .m .Y2 .fv = 30 x 3 x 0,359 x 0,399 = 14,65 N/m  Beban permukaan yang diizinkan persatuan lebar 2 .z2 z1+z2 F1H = Fv .kH .dt1 . = 0,49 x 0,079 x 99 x 2 x 33 33 + 33 = 3,83N/mm  Transmisi 5 Z1 = 36 Y1 = 0.371 (0,383 − 0,371) 1 10 = 0,372 Z2 = 30 Y2 = 0,358  Kecepatan
  43. 43. 43 V = 휋 . 푑푡 .푛 1000 푥 60 = 3,14 푥 108 푥 6000 60000 = 33,91 m/s  Gaya tangensial ft = 102 푥 푝 푣 = 102 푥 104 33,91 = 312,82 N  Faktor dinamis Fv = 5,5 5,5+푣 = 5,5 5,5+33,912½ = 0,48  Beban lentur yang diizinkan persatuan lebar F1b1 = a1 .m .Y1 .fv = 30 x 3 x 0,372 x 0,48 = 16,07 N/mm F1b2 = a1 .m .Y2 .fv = 30 x 3 x 0,358 x 0,48 = 15,46 N/mm  Beban permukaan yang diizinkan persatuan lebar
  44. 44. 44 2 .z2 z1+z2 F1H = Fv .kH .dt1 . = 0,48 x 0,079 x 108 x 2 x 30 36 + 30 = 3,72N/mm Tabel 3.2 Hasil Perhitugan Efisiensi Gigi Transmisi Z1 Z2 V Ft Fv Fb1 Fb2 F1H 1 14 53 13,18 804,85 0,31 7,70 11,41 1,62 2 22 45 20,72 511,96 0,54 15,92 19,29 3,78 3 28 38 26,37 402,27 0,51 16,06 17,57 3,89 4 33 33 31,08 341,31 0,49 15,83 15,83 3,83 5 36 30 33,91 312,82 0,48 16,07 15,46 3,72 3.4 Perhitungan Efisiensi Roda Gigi Perhitungan efisiensi roda gigi diambil berdasarkan data jumlah roda gigi masing – masing. Efisiensi roda gigi yang akan dihitung adalah efisiensi masing – masing transmisi., efisiensi mekanis dan efisiensi total. Jumlah roda gigi pada setiap roda gigi : Z1 = 14 Z6 = 38 Z11 = 16 Z2 = 53 Z7 = 33 Z12 = 52 Z3 = 22 Z8 = 33 Z13 = 70 Z4 = 45 Z9 = 36
  45. 45. Z5 = 28 Z10 = 30 45 a. Efisiensi Transmisi 1 1 = 1 - 1 7 [푍1+푍2 푍1.푍2 + 푍7+푍8 푍1.푍2 ] = 1 - 1 7 [14+53 14푥53 + 33+33 33푥33 ] = 0,9785 = 97,85% b. Efisiensi Transmisi 2 2 = 1 - 1 7 [Z1+Z2 Z1.Z2 + Z5+Z6 Z5.Z6 ] = 1 - 1 7 [ 14+53 14 푥 53 + 28 + 38 28 푥 38 ] = 0,9784 = 97,84% c. Efisiensi Transmisi 3 3 = 1 - 1 7 [푍1+푍2 푍1.푍2 + 푍3+푍4 푍3.푍4 ] = 1 - 1 7 [ 14+53 14 푥 53 + 22+45 22 푥 45 ] = 0,9776 = 97,76% d. Efisiensi Transmisi 5
  46. 46. 46 v = 1 - 1 7 [푍1+푍2 푍1.푍2 + 푍12+푍13 푍12 . 푍13 ] = 1 - 1 7 [ 14+53 14 푥 53 + 52+70 52 푥70 ] = 0,9825 = 98,25% e. Efisiensi Transmisi Mundur R = 1 - 1 7 [푍1+푍2 푍1 . 푍2 + 푍9+푍10 푍9 . 푍10 + 푍10+푍11 푍10 .푍11 ] = 1 - 1 7 [14 + 53 14 푥 53 + 36 + 30 36 푥 30 + 30 + 16 30 푥 16 ] = 0,965 = 96,5% f. Efisiensi Transmisi Mekanis max = 1 . 2 .3 .v .R .bantalan = 0,9785 x 0,9784 x 0,9776 x 0,9825x 0,965x 0,99 = 0,8784 = 87,84% g. Efisiensi Total Kerugian daya , Pg Daya maksimum mesin, Pmaks = 104 ps Pg = Pmaks (1-max) = 10 4(1- 87,84 %) = 12,64 kW
  47. 47. 47 Jadi Efisiensi total ,total : total = [푃푚푎푘푠 −푃푔 푃푚푎푘푠 ]x 100% = [104−12,64 104 ]x 100% = 87.84% BAB IV HASIL DAN ANALISA Tabel 3.1 Tabel Dimensi Roda Gigi. Transmisi Z1 (gigi) Z2 (gigi) Dt1 (mm) Dt2 (mm) Dk1 (mm) Dk2 (mm) Df1 (mm) Df2 (mm) 1 14 53 42 159 48 165 36 153 2 22 45 66 135 72 225 60 129 3 28 38 84 114 90 120 78 108 4 33 33 99 99 105 105 93 93 5 36 30 108 90 114 96 102 84 Tabel 3.2 Hasil Perhitugan Efisiensi Gigi Transmisi Z1 Z2 V Ft Fv Fb1 Fb2 F1H 1 14 53 13,18 804,85 0,31 7,70 11,41 1,62
  48. 48. 2 22 45 20,70 511,96 0,54 15,92 19,29 3,78 3 28 38 26,37 402,27 0,51 16,06 17,57 3,89 4 33 33 31,08 341,31 0,49 15,83 15,83 3,83 5 36 30 33,91 312,82 0,48 16,07 15,46 3,72 BAB V KESIMPULAN 48 5.1 Kesimpulan Penulis menyimpulkan bahwa fungsi roda gigi adalah meneruskan daya dari putaran mesin ke roda. Dengan adanya perbedaan roda gigi antara transmisi 1 dengan yang lainnya maka gaya yang dihasilkan dan kecepatan yang dihasilkan berbeda beda. Apabila dilihat dari pergesekan atau hubungan antara roda gigi 1 dengan yang lainnya maka dapat dipastikan perpindahan roda gigi akan sangat kasar, oleh karena itu maka diperlukan sinkroniser ring yang berfungsi untuk memperhalus perpindahan roda gigi, dan biasanya bahan dari sinkroniser ring terbuat dari bahan kuningan. Dengan melihat hasil yang sudah didapat : Efisiensi max pada mobil “Bus HINO R260 RK8JSKA-NHJ - ” adalah 87,84 % dengan besarnya efisiensi ini berarti perhitungan ini sudah dapat digunakan. 5.2 Saran
  49. 49. Untuk transmisi 5 agar mendapatkan kecepatan yang lebih tinggi maka Z1 bisa 49 diperbesar dan Z2 diperkecil DAFTAR PUSTAKA Modul Kuliah, Elemen Mesin II, Universitas Darma Persada, Jakarta George H. Martin, Kinematika dan Dinamika Teknik, Edisi II, Erlangga, Jakarta, 1984 G. Neiman, Elemen Mesin, Erlangga Jakarta, 1986 Sularso.Ir. MSME, Elemen Mesin, PT. Pradya Paramita, Jakarta 1997
  50. 50. 50 LAMPIRAN Berdasarkna bahan yang akan kita gunakan untuk tegangan lentur yang diizinkan pada roda gigi transmisi adalah baja karbon untuk konstruksi mesin dan tingkat kekuatan bahan yang kita pilih S 35 C . Kelompok Bahan Lambang Bahan Kekuatan Tarik b (kg /mm2) Kekerasan (brinel) Hb Tegangan Lentur yang diizinkan Besi Cor FC 15 FC 20 FC 25 FC 30 15 20 25 30 140-160 160-180 180-240 190-240 7 9 11 13 Baja Cor SC 42 SC 46 SC 49 42 46 49 140 160 190 12 19 20 Baja Karbon Untuk Konstrusi Mesin S 25 C S 35 C 45 53 123-183 149-207 21 26
  51. 51. S 45 C 58 167-229 30 51 Baja Paduan dengan Pengerasan Kulit S 15 CK 50 400 (dicelup dingin didalam minyak) 30 SNC 21 SNC 22 80 100 600 (dicelup dingin didalam air ) 30 Baja Krom Nikel SNC 1 SNC 2 SNC 3 75 85 95 212-225 248-302 269-321 35-40 40-60 40-60 Perunggu Logam Delta Perunggu Fosfer Perunggu Nikel 18 35-60 19-30 64-90 85 - 80-100 180-260 5 10 sd 20 5 sd 7 20-30 Damar Phoner 3 sd 5 Tabel 1.1 Tegangan lentur yang diizinkan apada bahan Roda Gigi Faktor tegangan kontak diambil diantara baja dengan kekerasan (250Hb) dengan corm aka KH = 0.130 N/mm2. Bahan Roda gigi (kekerasan Hb) Kh Pinyon Roda Gigi Besar Kg/mm2 Baja (150) Baja (150) 0,027 Baja (200) Baja (150) 0,039 Baja (250) Baja (150) 0,035
  52. 52. Baja (200) Baja (200) 0,035 Baja (250) Baja (200) 0,069 Baja (300) Baja (200) 0,086 Baja (250) Baja (250) 0,086 Baja (300) Baja (250) 0,107 Baja (350) Baja (250) 0,130 Baja (300) Baja (300) 0,130 Baja (350) Baja (300) 0,154 Baja (400) Baja (300) 0,168 Baja (350) Baja (350) 0,182 Baja (400) Baja (350) 0,210 Baja (500) Baja (350) 0,226 Bahan Roda gigi (kekerasan Hb) Kh Pinyon Roda Gigi Besar Kg/mm2 Baja (400) Baja (400) 0,311 Baja (500) Baja (400) 0,329 Baja (600) Baja (400) 0,348 Baja (500) Baja (500) 0,389 Baja (600) Baja (600) 0,569 Baja (150) Besi cor 0,039 Baja (200) - 0,079 52
  53. 53. Baja (250) - 0,130 Baja (300) - 0,139 Baja (150) Perunggu fosfor 0,041 Tabel 1.2 Baja (200) - 0,082 Baja (250) - 0,135 Besi Cor Besi Cor 0,188 Besi Cor Nikel Besi Cor Nikel 0,186 Besi Cor Nikel Perunggu fosfor 0,155 53 Tegangan kontak pada Roda Gigi Faktor keamanan pembebanan dinamis kita pilih kecepatan sedang : Kecepatan rendah V = 0,5 – 10 m/s Fv = 3 3+푦 Kecepatan sedang V = 5 – 20 m/s Fv = 6 6+푦 Kecepatan tinggi V = 20 – 50 m/s Fv = 5.5 5.5+푦½ Tabel 1.3 Faktor Dinamis.
  54. 54. Jumlah Gigi Y Jumlah Gigi Y 10 0,201 25 0,339 11 0,226 27 0,349 12 0,254 30 0,358 13 0,261 34 0,371 14 0,276 38 0,383 15 0,276 43 0,396 16 0,295 50 0,408 17 0,289 60 0,421 18 0,302 75 0,434 19 0,314 100 0,446 20 0,32 150 0,459 21 0,327 300 0,471 23 0,333 Batang gigi 0,484 Tabel 1.4 Faktor Bentuk Gigi 54

×