tugas elemen mesin 2

1. 1
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Balakang
Suatu mesin terdiri dari suatu komponen yang jumlahnya dapat mencapai
lebih dari seribu bagian. Semua bekerja saling mendukung dan terpadu, sehingga
dapat menghasilkan suatu gerakan. Banyak hal yang harus diperhatikan oleh
seorang perancang dalam perancangan suatu komponen dari sebuah mesin antara
lain yaitu menyesuaikan suatu komponen dengan fungsi sebenarnya, faktor
keamanan dari komponen yang direncanakan, efisiensi serta faktor biaya.[
*]
Roda Gigi, Poros, Pasak, dan Bantalan merupakan elemen mesin yang sangat
penting bagi sebuah kendaraan atau perangkat mesin lainnya. Dan dari elemen
mesin tersebut memiliki peranan masing-masing Roda Gigi adalah elemen mesin
yang mentransmisikan daya yang besar dengan putaran yang tepat, kemudian
poros sebagai tempat melekatnya roda gigi tersebut, untuk bantalan adalah
elemen mesin yang menumpu poros yang memiliki beban dan juga putaran agar
gerakan tersebut menjadi halus, sedangkan pasak digunakan untuk
mengikat/menyambung antara poros dan roda gigi. Dari fungsi elemen mesin
tersebut sangat di butuhkan ketepatan dalam merancang atau efisiensi dan faktor
lain yang dibutuhkan dalam sebuah komponen yang direncanakan.
1.2 Tujuan
Tujuan dari penulisan perencanaan ulang Roda Gigi, poros, pasak, dan
bantalan adalah untuk mengetahui atau untuk merancang ulang elemen mesin
tersebut melalui data-data yang telah di ketahui.
1.3 Batasan Masalah
Untuk menyederhanakan tugas besar dan mempermudah penulisan tanpa
mengurangi tujuannya, maka digunakan batasan – batasan permasalahan bahwa
tugas besar kali ini hanya membahas tentang Roda Gigi, Poros, Pasak, dan
Bantalan pada Brosur mobil yang telah di tentukan.

2. 2
BAB II
TEORI DASAR
2.1 RODA GIGI
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[1]
:
1. Sistem transmisinya lebih ringkas, putaran lebih tinggi dan daya yang
besar.
2. Sistem yang kompak sehingga konstruksinya sederhana.
3. Kemampuan menerima beban lebih tinggi.
4. Efisiensi pemindahan dayanya tinggi karena faktor terjadinya slip sangat
kecil.
5. 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.
2.1.1 Klasifikasi Rodagigi
Rodagigi diklasifikasikan sebagai berikut :
a. Menurut letak poros.
b. Menurut arah putaran.
c. Menurut bentuk jalur gigi

3. 3
a. Menurut Letak Poros
Tabel 2.1: Klasifikasi Letak Poros[1]
:
b. Menurut arah putaran
Menurut arah putarannya, rodagigi dapat dibedakan atas :
 Rodagigi luar ; arah putarannya berlawanan.
 Rodagigi dalam dan pinion ; arah putarannya sama
c. Menurut bentuk jalur gigi
Berdasarkan bentuk jalur giginya, rodagigi dapat dibedakan atas :

4. 4
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. [3]
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
o Untuk 1 tingkat ( i ) < 8
o Untuk 2 tingkat ( i ) < 45
o 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[3]
:
Roda gigi lurus (external gearing) Roda gigi
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

5. 5
 Rodagigi dalam (internal gearing)
Rodagigi dalam dipakai jika diinginkan alat transmisi yang berukuran
kecil dengan perbandingan reduksi besar.
 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.
Gambar 2.3. Rodagigi Rack dan Pinion
 Rodagigi permukaan Rodagigi lurus
permukaan (gambar 2.4) memiliki dua
sumbu saling berpotongan dengan sudut
sebesar 90°.
Gambar 2.4. Rodagigi Permukaan
2. Rodagigi Miring
Rodagigi miring (gambar 2.5) kriterianya
hampir sama dengan rodagigi lurus, tetapi dalam
pengoperasiannya rodagigi miring lebih lembut
dan tingkat kebisingannya rendah dengan
perkontakan antara gigi lebih dari 1. [3]
Gambar 2.5. Rodagigi Miring
Ciri-ciri rodagigi miring adalah :
1. Arah gigi membentuk sudut terhadap sumbu poros.
2. Distribusi beban sepanjang garis kontak tidak uniform.

6. 6
3. Kemampuan pembebanan lebih besar dari pada rodagigi lurus.
4. Gaya aksial lebih besar sehingga memerlukan bantalan aksial dan rodagigi
yang kokoh.
Jenis-jenis rodagigi miring antara lain[1]
:
Gambar 2.6. Rodagigi Miring Biasa Gambar 2.7. Rodagigi Miring Silang
Gambar 2.8. Rodagigi Miring Ganda Gambar 2.9. Rodagigi Ganda Bersambung.
3. Rodagigi Kerucut
Rodagigi kerucut (gambar 2.10)
digunakan untuk mentransmisikan 2
buah poros yang saling berpotongan.[3]
Gambar 2.10. Rodagigi Kerucut

7. 7
Jenis-jenis rodagigi kerucut antara lain[3]
:
Gambar 2.11. Rodagigi Kerucut Lurus Gambar 2.12. Rodagigi Kerucut Miring
Gambar 2.13. Rodagigi Kerucut Spiral Gambar 2.14. Rodagigi Kerucut Hypoid
4. Rodagigi Cacing
Ciri-ciri rodagigi cacing adalah[3]
:
1. Kedua sumbu saling bersilang dengan jarak sebesar a, biasanya sudut
yang dibentuk kedua sumbu sebesar 90°.
2. Kerjanya halus dan hampir tanpa bunyi.
3. Umumnya arah transmisi tidak dapat dibalik untuk menaikkan putaran
dari roda cacing ke cacing (mengunci sendiri).
4. Perbandingan reduksi bisa dibuat sampai 1 : 150.
5. Kapasitas beban yang besar dimungkinkan karena kontak beberapa gigi
(biasanya 2 sampai 4).
6. Rodagigi cacing efisiensinya sangat rendah, terutama jika sudut kisarnya
kecil.
Batasan pemakaian rodagigi cacing adalah:
a) Kecepatan rodagigi cacing maksimum 40.000 rpm
b) Kecepatan keliling rodagigi cacing maksimum 69 m/s

8. 8
c) Torsi rodagigi maksimum 70.000 m kgf
d) Gaya keliling rodagigi maksimum 80.000 kgf
e) Diameter rodagigi maksimum 2 m
f) Daya maksimum1.400 Hp
Peningkatan pemakaian rodagigi cacing seperti gambar 2.15, dibatasi
pada nilai i antara 1 sampai dengan 5, karena dengan ini bisa digunakan untuk
mentransmisikan daya yang besar
dengan efisiensi yang tinggi dan
selanjutnya hubungan seri dengan
salah satu tingkat rodagigi lurus
sebelum atau sesudahnya untuk dapat
mendapat reduksi yang lebih besar
dengan efisiensi yang lebih baik.
Gambar 2.15. Rodagigi Cacing
Pemakaian dari rodagigi cacing meliputi: gigi reduksi untuk semua tipe
transmisi sampai daya 1.400 Hp, diantaranya pada lift, motor derek, untuk
mesin tekstil, rangkaian kemudi kapal, mesin bor vertikal, mesin freis dan juga
untuk berbagai sistim kemudi kendaraan.
Adapun bentuk profil dari rodagigi cacing ditunjukkan seperti pada
gambar 2.16 :
Gambar 2.16. Profil Rodagigi Cacing.
1. N-worm atau A-worm Gigi cacing yang punya profil trapozoidal dalam
bagian normal dan bagian aksial, diproduksi dengan menggunakan mesin
bubut dengan pahat yang berbentuk trapesium, serta tanpa proses
penggerindaan.

9. 9
2. E-worm
Gigi cacing yang menunjukkan involut pada gigi miring dengan β antara
87°sampai dengan 45
o
.
3. K-worm
Gigi cacing yang dipakai untuk perkakas pahat mempunyai bentuk
trapezoidal, menunjukkan dua kerucut.
4. H-worm
Gigi cacing yang dipakai untuk perkakas pahat yang berbentuk cembung.
Tipe-tipe dari penggerak rodagigi cacing antara lain[3]
:
Gambar 2.17. Cylindrical Worm Gear
Dengan Pasangan Gigi Globoid
Gambar 2.18. Globoid Worm Gear
Dipasangkan Dengan Rodagigi Lurus
Gambar 2.19. Globoid worm drive
dipasangankan dengan rodagigi globoid
Gambar 2.20. Rodagigi cacing kerucut
dipasangkan dengan rodagigi kerucut
globoid

10. 10
Gambar 2.21. Bagian-bagian dari roda gigi kerucut[3]
2.1.2 Perbandingan Putaran dan Perbandingan Rodagigi
Jika putaran rodagigi yang berpasangan dinyatakan dengan n(rpm) pada
poros penggerak dan n (rpm) pada poros yang digerakkan, diameter lingkaran
jarak bagi d1 (mm) dan d (mm) dan jumlah gigi z1 dan z, maka perbandingan
putaran u adalah :
Harga i adalah perbandingan antara jumlah gigi pada rodagigi dan pinion,
dikenal juga sebagai perbandingan transmisi atau perbandingan rodagigi.
Perbandingan ini dapat sebesar 4 sampai 5 dalam hal rodagigi lurus standar,
dan dapat diperbesar sampai 7 dengan perubahan kepala. Pada rodagigi
miring ganda dapat sampai 10. Jarak sumbu poros aluminium (mm) dan
diameter lingkaran jarak bagi d1 dan d2 (mm) dapat dinyatakan sebagai
berikut:

11. 11
Gambar 2.22. memperlihatkan bagian roda gigi[3]
2.1.3 Nama-nama Bagian Rodagigi
Berikut beberapa buah istilah yang perlu diketahui dalam perancangan
rodagigi 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
Rodagigi yang lebih kecil dalam suatu pasangan roda gigi.
3. Diameter lingkaran pitch (pitch circle diameter)
Merupakan diameter dari lingkaran pitch.
4. Diametral 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.

12. 12
7. Adendum (addendum)
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.
9. Working Depth
Jumlah jari-jari lingkaran kepala dari sepasang rodagigi 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 rodagigi
yang berkontak yang juga merupakan titik potong antara garis kerja
dan garis pusat.
12. Operating pitch circle
lingkaran-lingkaran singgung dari sepasang rodagigi yang berkontak
dan jarak porosnya menyimpang dari jarak poros yang secara teoritis
benar.
13. Addendum circle
Lingkaran kepala gigi yaitu lingkaran yang membatasi gigi.
14. Dedendum circle
Lingkaran kaki gigi yaitu lingkaran yang membatasi kaki gigi.
15. Width of space
Tebal ruang antara rodagigi 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 adendum dan dedendum.
18. Tebal gigi (tooth thickness)
Lebar gigi diukur sepanjang lingkaran pitch.

13. 13
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
di puncak gigi
24. Lebar gigi (face width) Kedalaman
gigi diukur sejajar sumbunya.
2.1.4 Rumus yang digunakan
o Jumlah roda gigi adalah banyaknya gigi pada sebuah rangkaian lingkaran
roda gigi.
Keterangan : Z = jumlah roda gigi
m = modul
I = angka transmisi
o Pada gambar 2.21. diameter Tusuk ( Dt ) atau diameter jarak bagi adalah
jarak sepanjang lingkaran yang berada diantara diameter kepala dan
diameter kaki, dan sebagai dasar untuk mengukur ketebalan gigi,
Keterangan : Dt = diameter tusuk
Z = jumlah roda gigi
M = modul
Gambar 2.23. Memperlihatkan
Bentuk RodaGigi [4]

14. 14
o Diameter Kepala (Dk) atau diameter luar adalah jarak sepanjang lingkaran
terluar yang menggambarkan ukuran roda gigi seutuhnya, dapat dilihat
pada gambar 2.21.
Keterangan : Dk = diameter kepala
M = modul
Z = jumlah roda gigi
o Dapat dilihat pada gambar 2.21. Diameter Kaki atau diameter dalam adalah
jarak sepanjang lingkaran yang merupakan dasar mengukur tinggi gigi
(lingkaran dasar).
Keterangan ; Df = diameter kaki
Z = jumlah roda gigi
m= modul
o Jarak Sumbu Poros pada Roda Gigi) atau lebar ruang adalah jarak atau
ruang diantara 2 buah gigi yang berdekatan
Keterangan : a = jarak sumbu poros
Dt = diameter tusuk
o Modul (m) adalah perbandingan diameter tusuk dengan jumlah gigi dapat
dilihat pada gambar 2.22.
M1 = db1/ Z1 = db2/ Z2
Keterangan : m = modul
Z = jumlah roda gigi
db = diameter dasar
o Tinggi kepala gigi adalah Jarak antara diameter kepala dengan diameter
jarak bagi. Dimana tinggi kepala sama dengan modul, dapat dilihat pada
gambar 2.21.

15. 15
H
k
= m dan hk
1
= h
k2
Keterangan : hk = tinggi kepala gigi
M = modul
o Pada gambar 2.21. tinggi kaki gigi adalah jarak antara diameter kaki
dengan diameter jarak bagi. Dimana tinggi kaki dipilih sebesar 1,25 modul.
H
f1
= 1,25 x m dan h
f1
= h
f2
= h
f
Keterangan : Hf = tinggi kaki gigi
M = modul
o Tebal gigi adalah jarak lebar gigi sepanjang diameter jarak bagi.
o Lebar gigi adalah kedalaman gigi diukur pada sumbunya, gambar 1.21.
W= b x db1
Keterangan : w = lebar gigi
B = lebar sisi
db = diameter dasar
o Jarak bagi lingkar adalah jarak sepanjang lingkaran jarak bagi antara 2
buah gigi yang berdekatan dapat dilihat pada gambar 2.21.
to = π x M
keterangan : to = jarak bagi lingkaran
m = modul
o Kedalaman total (tinggi gigi) adalah jumlah tinggi kepala dan tinggi kaki
dapat dilihat pada gambar 2.22.
H total = Hk + Hf
Keterangan : Htotal = kedalaman total
Hk = tinggi kepala gigi
Hf = tinggi kaki gigi
o Pada gambar 2.21. puncak kepala adalah permukaan di puncak gigi.
o Angka transmisi (i) adalah perbandingan putaran roda gigi yang berputar
dengan yang diputar
o Intensitas beban yang diizinkan adalah berat beban maksimum yang
diizinkan.

16. 16
= =
0,35
1 +
o Kekuatan permukaan gigi gigi adalah ketahanan permukaan yang
dipengaruhi oleh nilai kekerasan, pelumasan, dan kecepatan tangesial.
o Fungsi kecepatan tangensial
o Harga kecepatan tangensial
o Diameter referensi roda gigi yang kedua
o Jumlah gigi roda gigi 1
o Jumlah gigi roda gigi 2
o Jumlah gigi roda gigi 3
o Diameter Lengkungan Kepala:
a. untuk roda gigi 1
Dk
1
= do
1
+ 2h
f1
b. Untuk roda gigi 2
Dk2 = do
2
+ 2h
k2

17. 17
c. Untuk roda gigi 3
Dk3 = do3+ 2h
k3
Diameter Lingkaran Kaki:
d. Untuk roda gigi 1
D
f1
= do
1
– 2h
f1
e. Untuk roda gigi 2
D
f2
= do
2
– 2h
f2
f. Untuk roda gigi 3
D
f3
= do
3
– 2h
f3
o Jarak pusat ditentukan dengan :
a . = 0,5 (db1 + db2)
o Kecepatan keliling
o Gaya tangensial
o Factor dinamis (Bergantung kecepatan)
o Beban lentur yang diizinkan
o Beban permukaan yang diizinkan per satuan lebar
o Efisiensi roda gigi adalah perbandingan antara jumlah rodagigi yang
berputar secara aktual (yang memutar dan yang diputar) dengan putaran
rodagigi yang ideal.

18. 18
g. Efisiensi transmisi 1
h. Efisiensi transmisi 2
i. Efisiensi transmisi 3
j. Efisiensi transmisi 4
η = 1 −
1
7
+
+
+
k. Efisiensi transmisi 5
l. Efisiensi transmisi 6
IV=1- .
+ .
m. Efisiensi transmisi mundur
n. Efisiensi Mekanis
=
o Kerugian Daya (daya maksimum = 171 ps) adalah daya yang hilang akibat
putaran roda gigi yang dipengaruhi oleh efisiensi rodagigi.
Efisiensi total

19. 19
Table 2.2: Faktor Bentuk Gigi[1]
Tabel 2.3: Harga Modul Standar(JIS B 1707-1973) [1]
Tabel 2.4: Faktor Dinamis[1]
Kec. Rendah v = 0,5 - 10 m/s
=
3
3 +

20. 20
Kec. Sedang v = 5 - 20 m/s =
6
6 +
Kec. Tinggi v = 20 - 50 m/s =
5,5
5,5 + /
Tabel 2.5: Tegangan, Kekuatan Tarik Dan Kekerasan Yang Diizinkan
2.2 POROS
Poros adalah suatu bagian stasioner yang beputar, biasanya
berpenampang bulat dimana terpasang elemen-elemen seperti roda gigi
(gear), pulley, flywheel, engkol, sprocket dan elemen pemindah lainnya. Poros
bisa menerima beban lenturan, beban tarikan, beban tekan atau beban puntiran

21. 21
yang bekerja sendiri-sendiri atau berupa gabungan satu dengan lainnya. (Josep
Edward Shigley,1983).
2.2.1 Pembagian Poros.
a. Berdasarkan Pembebanannya
1. Poros transmisi (transmission shafts)
Poros transmisi lebih dikenal dengan sebutan shaft. Shaft akan
mengalami beban putar berulang, beban lentur berganti ataupun kedua-
duanya. Pada shaft, daya dapat ditransmisikan melalui gear, belt pulley,
sprocket rantai, All [3]
.
2. Gandar
Poros gandar merupakan poros yang dipasang diantara roda-roda kereta
barang. Poros gandar tidak menerima beban puntir dan hanya mendapat beban
lentur[3]
.
3. Poros spindle
Poros spindle merupakan poros transmisi yang relatip pendek, misalnya
pada poros utama mesin perkakas dimana beban utamanya berupa beban
puntiran. Selain beban puntiran, poros spindle juga menerima beban lentur
(axial load). Poros spindle dapat digunakan secara efektip apabila deformasi
yang terjadi pada poros tersebut kecil[3]
.
b. Berdasar Bentuknya
1. Poros lurus
2. Poros engkol sebagai penggerak utama pada silinder mesin
Ditinjau dari segi besarnya transmisi daya yang mampu ditransmisikan,
poros merupakan elemen mesin yang cocok untuk mentransmisikan daya yang
kecil hal ini dimaksudkan agar terdapat kebebasan bagi perubahan arah (arah
momen putar) [3]
.

22. 22
2.2.2 Hal penting dalam perancangan poros
a. Kekuatan Poros
Poros transmisi akan menerima beban puntir (twisting moment), beban
lentur (bending moment) ataupun gabungan antara beban puntir dan lentur.
Dalam perancangan poros perlu memperhatikan beberapa faktor, misalnya:
kelelahan, tumbukan dan pengaruh konsentrasi tegangan bila menggunakan poros
bertangga ataupun penggunaan alur pasak pada poros tersebut. Poros yang
dirancang tersebut harus cukup aman untuk menahan beban-beban tersebut[3]
.
b. Kekakuan Poros
Meskipun sebuah poros mempunyai kekuatan yang cukup aman dalam
menahan pembebanan tetapi adanya lenturan atau defleksi yang terlalu besar
akan mengakibatkan ketidaktelitian (pada mesin perkakas), getaran mesin
(vibration) dan suara (noise). Oleh karena itu disamping memperhatikan kekuatan
poros, kekakuan poros juga harus diperhatikan dan disesuaikan dengan jenis
mesin yang akan ditransmisikan dayanya dengan poros tersebut[3]
.
c. Putaran Kritis
Bila putaran mesin dinaikan maka akan menimbulkan getaran (vibration) pada
mesin tersebut. Batas antara putaran mesin yang mempunyai jumlah putaran
normal dengan putaran mesin yang menimbulkan getaran yang tinggi disebut
putaran kritis. Hal ini dapat terjadi pada turbin, motor bakar, motor listrik, dll.
Selain itu, timbulnya getaran yang tinggi dapat mengakibatkan kerusakan pada
poros dan bagian-bagian lainnya. Jadi dalam perancangan poros perlu
mempertimbangkan putaran kerja dari poros tersebut agar lebih rendah dari
putaran kritisnya[3]
.
d. Korosi
Apabila terjadi kontak langsung antara poros dengan fluida korosif maka dapat
mengakibatkan korosi pada poros tersebut, misalnya propeller shaft pada pompa
air. Oleh karena itu pemilihan bahan-bahan poros (plastik) dari bahan yang tahan
korosi perlu mendapat prioritas utama.
e. Material Poros
Poros yang biasa digunakan untuk putaran tinggi dan beban yang berat pada
umumnya dibuat dari baja paduan (alloy steel) dengan proses pengerasan kulit

23. 23
(case hardening) sehingga tahan terhadap keausan. Beberapa diantaranya
adalah baja khrom nikel, baja khrom nikel molebdenum, baja khrom, baja
khrom molibden, dll. Sekalipun demikian, baja paduan khusus tidak selalu
dianjurkan jika alasannya hanya karena putaran tinggi dan pembebanan yang
berat saja. Dengan demikian perlu dipertimbangkan dalam pemilihan jenis
proses heat treatment yang tepat sehingga akan diperoleh kekuatan yang
sesuai[3]
.
2.2.3 Rumus-rumus perhitungan poros
a. Poros Dengan Beban Torsi Murni
1. Poros bulat (pejal)
Syarat pemakaian rumus :
 Beban torsi murni
 Poros bulat, pejal, masif
 Beban lain tidak diperhitungkan.
 Diameter poros yang dihasilkan merupakan diameter poros
minimum, sehingga harus diambil yang lebih besar.

24. 24
2. Untuk poros berlubang dengan beban puntir murni
b. Poros dengan Beban Lenturan Murni
1. Poros pejal dengan beban lentur murni

25. 25
2. Poros berlubang dengan beban lentur murni
3. Poros dengan beban kombinasi puntir dan lentur
Teori penting yang digunakan :
 Teori Guest : teori tegangan geser maksimum, digunakan untuk material
yang ductile (liat) misal mild steel.
 Teori Rankine : teori tegangan normal maksimum, digunakan untuk
material yang brittle (getas) seperti cast iron.
o Teori tegangan geser maksimum

26. 26
o Teori tegangan normal maksimum :

27. 27
c. Poros dengan Beban Berfluktuasi
Pembahasan yang telah dilakukan di atas adalah poros dengan beban torsi
dan momen lentur konstan. Jika terjadi fluktuasi beban baik torsi maupun lentur,
maka perlu ditambahkan faktor yang berkaitan dengan fluktuasi torsi maupun
lenturan[3]
.
Tabel 2.6: Harga Km dan Kt Untuk Beberapa Beban[3]
d. Poros Dengan Beban Aksial dan Kombinasi Torsi Lentur

28. 28

29. 29
2.3 PASAK ( KEYS )
Pasak digunakan untuk menyambung dua bagian batang (poros) atau
memasang roda, roda gigi, roda rantai dan lain-lain pada poros sehingga terjamin
tidak berputar pada poros.Pemilihan jenis pasak tergantung pada besar kecilnya
daya yang bekerja dan kestabilan bagian-bagian yang disambung.Untuk daya yang
kecil, antara naf roda dan poros cukup dijamin dengan baut tanam (set screw).
Jenis pasak dabat di bagi menjadi dua yaitu pasak benam dan pasak gigi [4]
.
2.3.1 Pasak benam
a. Pasak benam segi empat (Rectangular Sunk key)
Gambar 2.23 Pasak Benam

30. 30
b. Pasak bujur sangkar (Square key)
Bentuknya smaa seperti Rectangular sunk key, tetapi lebar dan tebalnya
sama yaitu :
c. Parallel Sunk key (pasak benam sejajar)
Bentuknya sama seperti di atas, tapi penggunaannya bila pemakaian di
atas belum mampu memindahkan daya, maka pasak tersebut dipasang
sejajar.
d. Pasak Berkepala (Gib head key)
Pasak ini digunakan biasanya untuk poros berputar bolak balik
Gambar 2.24 Pasak Berkepala (Gib head key)
e. Pasak Tembereng (woodruff key)
Pasak jenis ini
digunakan untuk poros
dengan puntir / daya
tidak terlalu besar.
Gambar 2.25 Pasak Tembereng (woodruff key)
f. Pasak Pelana (Saddle key)
Jenis pasak ini pemakaian umum untuk
menjamin hubungan antara naf roda
dengan poros.
Gambar 2.26 Pasak Pelana (Saddle key)

31. 31
g. Tangent key
Pemakaiannya sama seperti pasak pelana, tetapi
pasaknya dipasang dua buah berimpit.
Gambar 2.27 Tangent key
h. Pasak bulat (Round keys)
Jenis pasak ini, biasanya digunakan
untuk memindahkan daya relatip kecil.
2.3.2 Pasak gigi (Splines)
Jenis pasak ini bahannya dibuat satu bahan dengan poros dan biasanya
digunakan untuk memindahkan daya serta putaran yang cukup besar dan arah
kerja putarannya bolak balik[4]
.
Gambar 2.29 Pasak Big (spinles)
2.3.3 Perhitungan kekuatan pasak
Gambar 2.30 Pasak benam
Bila direncanakan poros tersebut mampu memindahkan daya sebesar P (KW)
dengan putaran (n) rpm, maka sudah barang tentu pasak yang akan direncanakan
Gambar 2.28 Pasak bulat
(Round keys)

32. 32
tersebut juga harus mampu meneruskan daya dan putaran, sehingga besar torsi
(T) yang bekerja pada poros yaitu[4]
:
Dalam perencanaan pasak, besar torsi yang terjadi lebih besar dari torsi yang harus
dipindahkan yaitu :
Bila diameter poros serta Torsi untuk perencanaan pasak telah diketahui, maka
gaya keliling yang bekerja pada pasak dapat dicar yaitu :
Dalam perencanaan pasak, ada dua kemungkinan pasak tersebut rusak atau
putus:
a. Putus akibat gaya geser
b. Putus akibat tekanan bidang
Bila pasak tersebut diperhitungkan kemungkinan putus akibat gaya geser maka :

33. 33
Bila diperhitungkan kemungkinan rusak akibat tekanan bidang :
Bila pasak harus mampu menahan gaya geser dan gaya tekan, maka dari pers. 3
& 4 diperoleh :
Untuk ukuran lebar dan tebal pasak biasanya sudah distandarisasi maka hasil
perhitungan harus dipilih ukuran yang ada pad astandarisasi.Bila hasil
perhitungan, ukurannya tidak ada yang cocok dalam tabel pasak, maka ukuran
pasak yang diambil adalah ukuran yang lebih besar. Di bawah ini dicantumkan
ukuran lebar dan tebal pasak, sesuai dengan standart yang dipasaran.

34. 34
Tabel 2.7: Standart Pasak Melintang Menurut JIS : 2292 dan 2293 – 1963[4]
2.4 BANTALAN
Bantalan merupakan salah satu bagian dari elemen mesin yang berfungsi
untuk menumpu sebuah poros agar poros dapat berputar tanpa mengalami
gesekan yang berlebihan. Bantalan harus cukup kuat untuk memungkinkan poros
serta elemen mesin lainnya bekerja dengan baik. prinsip Kerjanya adalah Apabila
ada dua buah logam yang bersinggungan satu dengan lainnya saling bergeseran
maka akan timbul gesekan , panas dan keausan .Untuk itu pada kedua benda
diberi suatu lapisan/bantalan yang dapat mengurangi gesekan ,panas dan keausan
serta untuk memperbaiki kinerjanya, ditambahkan pelumasan sehingga kontak
langsung antara dua benda tersebut dapat dihindarai[5]
.
2.4.1 Pertimbangan Dalam Design Bantalan
 Pembebanan lelah
 Panas
 Gesekan (friction)
 Ketahanan terhadap korosi
 Kinematika
 Sifat-sifat bahan
 Teloransi pengerjaan mesin
 Pelumasan
 Pemasangan
 Pemakaian
 Biaya

35. 35
2.4.2 Klasifikasi bantalan (Bearing Classification)
Bantalan dapat di klasifikasikan sebagai berikut :
a. Atas dasar gerakan bantalan terhadap poros.
1. Bantalan Luncur
Pada bantalan ini terjadi gesekan luncur antara poros dan bantalan
karena permukaan poros ditumpu oleh permukaan bantalan dengan
perantaraan lapisan pelumas.Pada bantalan ini :
• Bekerja pada permukaan pelumasan yang besar
• Peredaman ayunan
• Kejutan dan kebisingan
• Kurang peka terhadap goncangan dan kemasukan debu (pelumasan
gemuk sebagai pencegah debu).
Keuntungan Bantalan Luncur :
• Mudah dipasang
• Pada putaran tinggi
• Mudah dibuat
• Pada goncangan dan getaran kuat
• Jauh lebih murah dari bantalan gelinding
• Memerlukan diameter pemasangan yang lebih kecil.
Gambar 2.30 Bantalan Luncur
2. Bantalan Gelinding
Pada bantalan ini terjadi gesekan gelinding antara bagian yang
berputar dengan yang diam melalui elemen gelinding seperti bola (peluru),
rol atau rol jarum dan rol bulat.

36. 36
Gambar 2.31 Bantalan Gelinding
Sifat dari Bantalan Gelinding :
• Gerakan awal jauh lebih kecil
• Gesekan kerja lebih kecil sehingga penimbulan panas lebih kecil pada
pembebanan yang sama.
• Pelumasan yang terus menerus yang sederhana.
• Kemampuan dukung yang lebih besar setiap lebar bantalan.
Bentuk badan gelinding :
Gambar 2.32 Bentuk Bantalan Gelinding
Kelemahan Bantalan gelinding :
• Kebisingan pada bantalan
• Bantalannya dipecah-pecah
• Kejutan yang kuat pada putaran
bebas
Gambar 2.33 Gesekan pada bantalan
luncur dan gelinding

37. 37
Kerja gesekan (kerja yang hilang) pada bantalan gelinding yang ditimbulkan
secara bersama-sama dari :
• Kehilangan histerisis (peredaman bahan pada perubahan bentuk
elastis).
• Luncuran dari badan gelinding pada sarangan dan pinggirannya.
• Tahan melalui benda asing (debu dan serpihan)
• Kerugian ventilasi (gesekan udara) pada bantalan kecepatan tinggi.
Kerja yang hilang tersebut dapat dikurangi melalui :
• Pendekapan yang efektif, sehingga benda asing dari luar tidak dapat
masuk.
• Menggunakan gesekan cairan pada permukaan luncur.
• Jumlah dan viskositas yang cukup dari bahan pelumas dan system
pelumas yang sesuai.
• Pemilihan bantalan yang sesuai dengan mesin / alat yang digunakan.
Bagian terpenting dari bantalan gelinding :
• Ring luar dan ring dalam
• Bola atau bagian yang menggelinding
• Ring pemisah (untuk memisahkan bola satu dengan yang lain)
b. Atas Dasar Arah Beban Terhadap Poros.
1. Bantalan Radial
Apabila gaya reaksi atau arah beban jauh lebih banyak mengarah
tegak lurus pada garis sumbu poros.
2. Bantalan Aksial
Arah beban atau gaya reaksi jauh lebih banyak mengarah sepanjang garis
sumbu poros.
3. Bantalan Gelinding khusus.
Bantalan ini dapat menumpu baban yang arahnya sejajar dan tegak
lurus sumbu poros.

38. 38
2.4.3 Jenis Bantalan
Bantalan dibuat untuk menerima beban radial murni, beban aksial murni
atau gabungan keduannya. Tata nama dari bantalan peluru , seperti pada gambar
dibawah ini [5]
:
Gambar 2.34 Bantalan peluru
Penggolongan dari bantalan menurut Arah Gaya

39. 39
2.4.4 Keuntungan dan keburukan bantalan guling
Salah satu sifat yang penting dari bantalan guling adalah gesekan yang kecil.
Pada bantalan luncur poros meluncur pada film minyak dalam sebuah tabung
bantalan. Pada bantalan guling jika poros memutar maka cincin dalam
menggelinding pada benda – benda guling dalam cincin luar, (seperti gambar 2.33)
Pada beban yang sama gesekan bantalan guling lebih kecil dari pada bantalan
luncur, gambar 2.35 Memperlihatkan jalannya koefisien gesek bantalan luncur
yang dilumasi dengan baik, terhadap koefisien gesek dari bantalan guling, lihat
tabel 2.8
Keuntungan Bantalan guling terhadap bantalan luncur adalah :
a. Gesekan kecil pada semua frekwensi putaran.
Gambar 2.35 Koefisien gesek bantalan guling pada bantalan luncur
b. Tahanan awal kecil
c. Pemakaian energi rendah
d. Dalam proses-proses pabrik nilainnya tinggi dan dapat dipercaya e.
Penyusunan lebar yang kecil
f. Pemakaian bahan pelumas yang rendah
g. Umur yang diharapkan pada beban yang diizinkan dapat dihitung

40. 40
h. Oleh normalisasi didapat ukuran-ukuran standar, dimana bantalan-
bantalan dapat ditukar tukar.
Keburukan bantalan guling terhadap bantalan luncur.
a. Kurang cocok untuk menerima beban -beban kejut b. Ukuran – ukuran
radial yang besar
c. Memerlukan persyaratan montase yang teliti dan rapi
d. Dalam beberapa hal sukar dirakit, karena bantalan guling tidak terdiri dari
dua bagian seperti pada bantalan luncur yang terbagi dua bagian.
Tabel 2.8: Koefisien gesek (f )
2.4.5 Umur Bantalan (Bearing life )
Kalau bantalan bersih dan dilumasi secara tepat, dipasang dan di segel
terhadap masuknya debu atau kotoran, dijaga dalam kondisi ini dan
dioperasikan pada suhu yang wajar, maka kelelahan logam akan merupakan
satu–satunya sebab dari kegagalan karena mengalami berjuta-juta pemakaian
tegangan, maka istilah umur bantalan (bearing life) sangat umum dipakai[5]
.
Umur (life) dari suatu bantalan dinyatakan sebagai jumlah putaran total atau
jumlah jam pada suatu kecepatan putar. Kondisi ideal kegagalan lelah akan
berupa penghancuran permukaan yang menerima beban. Standart ; The Anti-

41. 41
Friction Bearing Manufacturers Asociation (AFBMA) menyatakan bahwa kriteria
kegagalan adalah suatu bukti awal dari kelelahan. Perlu dicatat ; Bahwa umur
yang berguna (useful life) sering dipakai sebagai defenisi dari umur lelah atau kata
lain adalah kehancuran atau penyompelan suatu permukaan seluas 0,01 in2
Tabel 2.9: saran umur bantalan untuk berbagai kelas mesin
2.4.6 Pelumasan
Permukaan yang bersinggungan pada bantalan yang menggelinding
mempunyai suatu gerakan relativ yaitu menggelinding dan meluncur, sehingga
sulit untuk mengetahui apa sebenarnya yang terjadi.
Tujuan dari pelumasan bantalan anti-gesekan dapat disimpulkan sebagai
berikut :
1. Untuk menyediakan suatu lapisan pelumas diantara permukaan yang
saling meluncur dan menggelinding (kontak).
2. Untuk membantu mendistribusikan dan mengeluarkan panas.
3. Untuk menjaga korosi dari permukaan – permukaan bantalan
4. Untuk menjaga bagian-bagian bantalan dari masuknya benda asing.

42. 42
Baik oli ataupun gemuk (gomok) bisa dipakai sebagai pelumas. Aturan
berikut dapat membantu dalam memutuskan pilihan diantara keduannya :
Tabel 2.10: pemakaian gemuk dan oli
Pada bantalan luncur memerlukan pelumasan, macam-macam pelumasan
tergantung dari besarnya jarak antara permukaan yang bergerak.
1. Pelumasan Hidrodinami
Pelumasan yang di alirkan dengan tekanan kedalam celah bantalan.
Tujuannya adalah untuk menggangkat beban dan menghindari kaausan.
2. Pelumasan Lapisan Campuran ( mixed –film)
Terjadi kontak antara puncak –puncak permukaan yang sifatnya terputus-
putus.

43. 43
3. Pelumasan Batas (Bavadary)
Terjadi kotak antara kedua permukaan secara terus menerus dan pelumas
atau minyak tersebar keseluruh permukaan akibat tekanan.
2.4.7 Parameter – parameter yang mempengaruhi type pelumasan
1. Viskositas (µ)
Jika viskositas fluidanya tinggi maka kecepatan putar yang dibutuhkan
“mengangkat” poros lebih rendah pada beban tertentu. Jika viskositas terlalu
tinggi, melebihi batas yang dibutuhkan untuk menimbulkan pelumasan
hidrodinamis, maka gesekkan bantalan bertambah besar. Gaya yang dibutuhkan
untuk menimbulkan geseran (shear) pada lapisan minyak bertambah besar.
2. Kecepatan Putaran (n)
Makin tinggi putarannya, makin rendah viskositas yang diperlukan untuk
“mengangkat”poros, pada beban tertentu.
3. Beban per unit luas penampang yang diproyeksikan (P)
Jika P rendah, maka kecepatan putar dan viskositas yang dibutuhkan
untuk “mengangkat” poros yang rendah. Meskipun harga P dibuat rendah
sekali, terdapat batas dimana gaya gesek bantalan mencapai minimum, berarti
koefisien gesekan bantalan bertambah.

44. 44
Pelumasan Hidrodinamis dapat dicapai jika :
• Terjadi gesekan aktif dari permukaan – permukaan yang dipisahkan
• Adanya “wedging action“ seperti terjadinya eksentrisitas pada sistim
poros bantalan tersebut.
• Adanya fluida yang cocok
Tabel 2.11: Kriteria dan grafik pemilihan bantalan untuk kondisi lingkungan tertentu

45. 45
BAB III
PERHITUNGAN
3.1 Data Yang Di Gunakan Pada Mobil Carry 1.5i
 Power = 87 ps >> 63.945 KW
 Putaran = 6000 rpm
 Rasio roda gigi
 1st
= 3.579
 2nd
= 2.094
 3rd
= 1.530
 4th
= 1.000
 5th
= 0.855
 Reverse = 3.727
 Final Ratio = 4.875
 Modul(m) = 3
 Sudut(∝o) = 25o
 Jarak sumbu poros(α) = 100 mm
Tabel 3.1: menentukan sudut tekan roda gigi
For a pinion meshing with a rack
For a 200
full depth pinion meshing
with a gear
Tooth form
Maximum
number of teeth
Number of pinion
teeth
Maximum number
of gar teeth
14½0
involute full depth 32 17 1309
200
involute full depth 18 16 101
250
involute full depth 12 15 45
14 26
13 16

46. 46
3.2 Roda gigi
3.2.1 Perhitungan Transmisi
1. Transmisi 1
 Jumlah roda gigi (Z)
=
2
(1 + )
=
2 (100)
(1 + 3.579)3
= 14.56 ≫ 15
=
2
(1 + )
=
2 (100)(3.579)
(1 + 3.579)3
= 52.11 ≫ 52
 Diameter tusuk (Dt)
=
= 3 15 = 45
=
= 3 52 = 156
 Diameter kepala (Dk)
= ( + 2)
= 3 (15 + 2) = 51
= ( + 2)
= 3 (52 + 2) = 162
 Diameter kaki (Df)
= ( − 2)
= 3(15 − 2) = 39
= ( − 2)
= 3(52 − 2) = 150
 Jarak sumbu poros pada roda gigi
=
+
2
=
45 + 156
2
= 100.5
2. Transmisi 2
 Jumlah roda gigi (Z)
=
2
(1 + )
=
2 (100)
(1 + 2.094)3
= 21.55 ≫ 22
=
2
(1 + )
=
2 (100)(2.094)
(1 + 2.094)3
= 45.12 ≫ 45
 Diameter tusuk (Dt)
=
= 3 22 = 66
=
= 3 45 = 135
 Diameter kepala (Dk)
= ( + 2)
= 3 (22 + 2) = 72
= ( + 2)
= 3 (45 + 2) = 141

47. 47
 Diameter kaki (Df)
= ( − 2)
= 3(22 − 2) = 60
= ( − 2)
= 3(45 − 2) = 129
 Jarak sumbu poros pada roda gigi
=
+
2
=
66 + 135
2
= 100.5
3. Transmisi 3
 Jumlah roda gigi (Z)
=
2
(1 + )
=
2 (100)
(1 + 1.530)3
= 26.35 ≫ 26
=
2
(1 + )
=
2 (100)(1.530)
(1 + 1.530)3
= 40.32 ≫ 40
 Diameter tusuk (Dt)
=
= 3 26 = 78
=
= 3 40 = 120
 Diameter kepala (Dk)
= ( + 2)
= 3 (26 + 2) = 84
= ( + 2)
= 3 (40 + 2) = 126
 Diameter kaki (Df)
= ( − 2)
= 3(26 − 2) = 72
= ( − 2)
= 3(40 − 2) = 114
 Jarak sumbu poros pada roda gigi
=
+
2
=
78 + 120
2
= 99
4. Transmisi 4
 Jumlah roda gigi (Z)
=
2
(1 + )
=
2 (100)
(1 + 1.000)3
= 33.33 ≫ 33
=
2
(1 + )
=
2 (100)(1.000)
(1 + 1.000)3
= 33.33 ≫ 33
 Diameter tusuk (Dt)
=
= 3 33 = 99
=
= 3 33 = 99

48. 48
 Diameter kepala (Dk)
= ( + 2)
= 3 (33 + 2) = 105
= ( + 2)
= 3 (33 + 2) = 105
 Diameter kaki (Df)
= ( − 2)
= 3(33 − 2) = 93
= ( − 2)
= 3(33 − 2) = 93
 Jarak sumbu poros pada roda gigi
=
+
2
=
99 + 99
2
= 99
5. Transmisi 5
 Jumlah roda gigi (Z)
=
2
(1 + )
=
2 (100)
(1 + 0.855)3
= 35.94 ≫ 36
=
2
(1 + )
=
2 (100)(0.855)
(1 + 0.855)3
= 30.73 ≫ 31
 Diameter tusuk (Dt)
=
= 3 36 = 108
=
= 3 31 = 93
 Diameter kepala (Dk)
= ( + 2)
= 3 (36 + 2) = 114
= ( + 2)
= 3 (31 + 2) = 99
 Diameter kaki (Df)
= ( − 2)
= 3(36 − 2) = 102
= ( − 2)
= 3(31 − 2) = 87
 Jarak sumbu poros pada roda gigi
=
+
2
=
108 + 93
2
= 100.5
Tabel 3.2: dimensi roda gigi
Transmisi Z1 Z2 Dt1 Dt2 Dk1 Dk2 Df1 Df2 a
1 15 52 45 156 51 162 39 150 100.5
2 22 45 66 135 72 141 60 129 100.5
3 26 40 78 120 84 126 72 114 99

49. 49
4 33 33 99 99 105 105 93 93 99
5 36 31 108 93 114 99 102 87 100.5
3.2.2 Perencanaan roda gigi mudur.
Hasil pengukuran dan Pengamatan spesifikasi mesin sebagai berikut:
 Putaran(n) = 6000 rpm
 Daya maxsimum (N1) = 87 ps
 Reverse (ir)/(R) = 3.727
 Final Ratio (FR) = 4.875
 Sudut tekanan normal (∝o) = 25° (sudut standar)
 βo
= 0° (untuk roda gigi lurus)
a. Diameter Referensi
Diameter Refresi roda gigi pertama pada poros penggerak (poros 1) di
tentukan dengan persamaan:
≤ 113
×
× ×
… … … ( )
Untuk diameter refrensi roda gigi yang digerakan pada poros 2 dapat
ditentukan dengan rumus:
= 1 × … … … ( )
Dimana rasio besarnya tergantung dari jenis tumpuan oleh dua bantalan
(staddle mounting) maka ≤ 1.2 ditentukan nilai dari = 0.5
merupakan intensitas beban yang diizinkan tergantung pemilihan faktor keamanan
terhadap pitting. Jika ≥ ,Maka = dan jika ≥ 1 Maka =
3 Dimana
=
0.35 × ×
× (1 + )
Dimana:
Cs = faktor kejut (1.5)
Sg = faktor keamanan terhadap pitting (0.8)
KD = kekuatan Permukaan Roda gigi
Kekuatan permukaan gigi ditentukan oleh:

50. 50
= × × × × … … …
Dimana:
YG, YH, Yv, dan Ys, adalah faktor-faktor permukaan gigi. YG adalah faktor material,
dengan harga 1 untuk baja, dan 1.5 untuk besi cor. YH adalah faktor kekerasan
permukaan, dengan harga 1 jika harga kekerasannya sama dengan kekerasan
permukaan. Ko adalah faktor ketahanan permukaan material Ys adalah faktor
pelumasan, sedangkan viskositas sendiri fungsi dari kecepatan tangensial v,
Apabila diasumsikan v = 10 m/s maka V50 = 39 sd 78 cSt, diambil V50 = 40.1 cSt,
sehingga Ys = 0.85.
Yv adalah fungsi dari kecepatan tangensial v.
= 0.7 +
0.6
1 +
8
= 0.7 +
0.6
1 +
8
10
= 1.066
sehingga
= × × × × … … … ( ⁄ )
= 1 × 1 × 0.85 × 1.066 × 0.72( ⁄ ) = 0.652 ⁄
Intensitas beban yang di izinkan menjadi
=
0.35 × ×
× 1 +
=
0.35 × 0.652 × 4.875
1.5 × 0.8(1 + 4.875)
= 0.1578 ⁄
Dengan mengetahui maka diameter referensi dapat ditentukan:
≤ 113
1 × 87
0.5 × 6000 × 0.1578
≤ 75.62
Harga kecepatan tangensial yang semula dimisalkan dapat diperiksa harganya :
=
× ×
60 × 10
=
3.14 × 75.62 × 6000
60000
= 23.74 ⁄
Diameter referensi roda gigi yang kedua :
= × = 3.727 × 75.62 = 281.84

51. 51
= × = 4.875 × 75.62 = 368.65
b. Diameter jarak bagi
Dianggap tidak ada faktor korigasi (X1 = X2 = 0) sehingga diameter jarak bagi (d)
sama dengan diameter referensinya.
 Roda Gigi 1
=
2
(1 + )
=
2 × 100
(1 + 3.727)3
= 14.10 ≫ 14
 Roda gigi 2
= × = 3.727 × 14 = 52.178 ≫ 52
 Roda gigi 3
= × = 4.875 × 14 = 68.25 ≫ 68
 Modul
= = =
75.62
14
= 5.4
 Lebar gigi
= × = 0.5 × 75.62 = 37.81
 Tinggi kepala roda gigi
Karena tinggi kepala roda gigi sama dengan modul
= = 5.4
= = =
 Tinggi kaki roda gigi
= = = 1.25 × 5.4 = 6.75
 Diameter lengkungan kepala
o Roda gigi 1
= + 2 = 75.62 + 2(5.4) = 86.42
o Roda gigi 2
= + 2 = 281.84 + 2(5.4) = 292.64
o Roda gigi 3
= + 2 = 368.65 + 2(5.4) = 379.45
 Diameter lingkaran kaki
o Roda gigi 1
= − 2 = 75.62 − 2(5.4) = 64.82

52. 52
o Roda gigi 2
= − 2 = 281.84 − 2(5.4) = 271.04
o Roda gigi 3
= − 2 = 368.65 − 2(5.4) = 357.85
 Jarak pusat
=
+
2
=
75.62 + 281.84
2
= 178.73
 Jarak bagi lingkaran
= × = 3.14 × 5.4 = 16.956
3.2.3 perhitungan kekuatan roda gigi
Untuk memperhitungkan kekuatan gigi digunakan dua metode yang paling
dasar pada perhitungan dan diutamakan pada kekuatan terhadap lenturan dan
tekanan permukaan gigi. Kedua metode ini merupakan metode perencanaan
menurut standart. Untuk itu melakukan perencanaan roda gigi perlu diketahui hal-
hal sebagai berikut :
o Faktor bentuk gigi dapat di lihat pada tabel 2.2
o Faktor tegangan kontak diambil antara baja dengan kekerasan 200Hb
o Besi cor KH = 0.079 kg/mm2
o Tegangan lentur yang diizinkan σα = 30 kg/mm2
a. Transmisi kecepatan 1
Faktor bentuk gigi berdasarkan tabel 2.2 dan 3.2
Z1 = 15
Z2 = 52
Y1 = 0.289
Y2 = 0.411
- Kecepatan keliling
=
× ×
60 × 10
=
3.14 × 45 × 6000
60000
= 14.13 ⁄
- Gaya tangensial
=
102 ×
=
102 × 63.945
14.13
= 461.6
- Faktor dinamis
=
6
6 +
- Beban lentur yang diizinkan
= × × ×
= 30 × 3 × 0.289 × 0.298

53. 53
=
6
6 + 14.13
= 0.298
= 26.01 /
- Beban permukaan yang diizinkan persatuan lebar
= × × ×
2
+
= 0.298 × 0.079 × 45 ×
2 × 52
15 + 52
= 1.64 /
b. Transmisi kecepatan 2
Z1 = 22
Z2 = 45
Y1 = 0.33
Y2 = 0.399
- Kecepatan keliling
=
× ×
60 × 10
=
3.14 × 66 × 6000
60000
= 20.724 ⁄
- Gaya tangensial
=
102 ×
=
102 × 63.945
20.724
= 314.73
- Faktor dinamis
=
5.5
5.5 + √
=
5.5
5.5 + √20.724
= 0.547
- Beban lentur yang diizinkan
= × × ×
= 30 × 3 × 0.33 × 0.547
= 16.25 /
- Beban permukaan yang diizinkan persatuan lebar
= × × ×
2
+
= 0.547 × 0.079 × 66 ×
2 × 45
22 + 45
= 3.83 /
c. Transmisi kecepatan 3
Z1 = 26
Z2 = 40
Y1 = 0.344
Y2 = 0.388
- Kecepatan keliling
=
× ×
60 × 10
=
3.14 × 78 × 6000
60000
= 24.492 ⁄
- Gaya tangensial
=
102 ×
=
102 × 63.945
24.492
= 266.3

54. 54
- Faktor dinamis
=
5.5
5.5 + √
=
5.5
5.5 + √20.724
= 0.53
- Beban lentur yang diizinkan
= × × ×
= 30 × 3 × 0.344 × 0.53
= 16.41 /
- Beban permukaan yang diizinkan persatuan lebar
= × × ×
2
+
= 0.53 × 0.079 × 78 ×
2 × 40
26 + 40
= 3.96 /
d. Transmisi kecepatan 4
Z1 = 33
Z2 = 33
Y1 = 0.368
Y2 = 0.368
- Kecepatan keliling
=
× ×
60 × 10
=
3.14 × 99 × 6000
60000
= 31.086 ⁄
- Gaya tangensial
=
102 ×
=
102 × 63.945
31.086
= 209.82
- Faktor dinamis
=
5.5
5.5 + √
=
5.5
5.5 + √31.086
= 0.497
- Beban lentur yang diizinkan
= × × ×
= 30 × 3 × 0.368 × 0.497
= 16461 /
- Beban permukaan yang diizinkan persatuan lebar
= × × ×
2
+
= 0.497 × 0.079 × 99 ×
2 × 33
33 + 33
= 3.89 /
e. Transmisi kecepatan 5
Z1 = 36
Z2 = 31
Y1 = 0.377
Y2 = 0.361
- Kecepatan keliling
=
× ×
60 × 10
- Gaya tangensial
=
102 ×

55. 55
=
3.14 × 108 × 6000
60000
= 33.912 ⁄ =
102 × 63.945
33.912
= 192.33
- Faktor dinamis
=
5.5
5.5 + √
=
5.5
5.5 + √33.912
= 0.486
- Beban lentur yang diizinkan
= × × ×
= 30 × 3 × 0.377 × 0.486
= 16.49 /
- Beban permukaan yang diizinkan persatuan lebar
= × × ×
2
+
= 0.486 × 0.079 × 108 ×
2 × 31
36 + 31
= 3.84 /
Tabel 3.3: Kekuatan roda gigi
Gambar 3.1 Gaya yang bekerja pada gigi roda gigi[1]
transmisi Y1 Y2 v Ft fv Fb1 F’h
1 0.289 0.411 14.13 461.6 0.289 26.01 1.64
2 0.33 0.399 20.7 314.73 0.547 16.25 3.83
3 0.344 0.388 24.4 266.3 0.53 16.41 3.96
4 0.368 0.368 31.086 209.82 0.497 16.461 3.89
5 0.377 0.361 33.9 192.33 0.486 16.49 3.84

56. 56
3.3 Perhitungan poros
Berdasarkan keterangan hal 3 tentang jenis-jenis bahan yang digunakan maka
dalam hal ini di pilih baja JIS G 4501 tipe S55C dengan kekuatan tarik = 66 kg/mm2
(Sularso dan Kiyokatsu Suga, Dasar Perencanaan Elemen Mesin,(bab 1)).
Maka tegangan geser yang terjadi:
= =
66 /
6.0
= 11 /
Ket: faktor keamanan Sf1 dapat dilihat hal 8
Sebelum menghitung daya rencana, terlebih dahulu dihitung faktor koreksi
Sc=1.2 hal. 7. Dengan daya 87 Ps= 63.945 kW dan putaran n= 6000 rpm (brosur).
= ×
= 1.2 × 63.945 = 76.734
Maka di peroleh Momen Puntir:
= 9.74 × 10 ×
= 9.74 × 10 ×
.
= 12456.486 ∙
Kemudian diameter poros
=
16 ×
=
12456.486 ∙
3.14
16 × 11 /
= 17.93