Makala Elmes (Roda Gigi)

  • Published on
    07-Jul-2015

  • View
    715

  • Download
    1

Embed Size (px)

Transcript

<p>RODA GIGIA. Profile roda gigi Roda gigi/Gears adalah roda yang terbuat dari besi yang mempunyai gerigii pada permukaannya. Bentuk gigi dibuat sedemikian rupa hingga dapat bekerja secara berpasangan dan setiap pasangan terdapat sebuah roda gigi yang menggerakkan (driving gear) dan sebuah roda gigi yang digerakkan (driven gear). Suatu kelompok/kumpulan roda gigi dengan komponen lain membentuk suatu sistem transmisi dalam suatu kendaraan, mereka terletak dalam suatu wadah yang disebut transmission case, atau kadang juga disebut gear box. Beberapa profil Roda gigi seperti dibawah ini: 1. Profil gigi sikloida (cycloid) : struktur gigi melengkung jenis gigi ini cukup baik karena presisi dan ketelitiannya baik, dapat meneruskan daya lebih besar dari jenis yang sama dan, juga keausannya dapat lebih lama.tetapi mempunyai kerugian, diantaranya pembuatannya lebih sulit dan pemasanganya harus lebih teliti (tidak dapat digunakan sebagai roda gigii pengganti/change wheel), dan harga lebih mahal. 2. Profil gigi evolvente : struktur gigi ini berbentuk melengkung cembung, mengikuti pola evolvente. Jenis gigi ini struktur cukup sederana , cara pembuatannya lebih mudah, tidak sangat presisi dan maupun teliti , harga dapat lebih murah , baik sekali digunakan untuk roda gigi ganti. Jenis profil gigi evolvente dipakai sebagai profil gigi standar untuk semua keperluan transmisi . 3. Profil gigi khusus : misalnya : bentuk busur lingkaran dan miring</p> <p>BAB. I</p> <p>digunakan untuk transmisi daya yang besar dan khusus (tidak dibicarakan)</p> <p>B. Bentuk gigi</p> <p>Beberapa macam desain roda gigi yang dipergunakan pada transmisi adalah:1. Gigi lurus (spur gear) Bentuk gigi ini lurus dan paralel atau sejajar dengan sumbu roda gigi, roda gigi ini dipergunakan untuk roda gigi geser atau yang bisa digeser (Sliding mesh). 2. Gigi miring (helical gear) Bentuk gigi ini menyilang miring terhadap sumbu atau poros roda gigi,</p> <p>roda gigi ini dipergunakan untuk roda gigi tetap atau yang tidak bisa digeser (Constant mesh dan synchro-mesh). 3. Gigi panah (double helical/herring bone gear) Bentuk gigi ini berupa panah atau miring dengan kemiringan berlawanan, roda gigi ini dipergunakian untuk roda gigi tetap atau yang tidak bisa digeser (Constant mesh dan syncro-mesh). 4. Gigi melengkung/bengkok (curved/spherical gear) Bentuk gigi melengkung mengikuti pola tertentu (lingkaran/ellips), bentuk giginya lurus atau miring terhadap poros, dipergunakan untuk roda gigi yang tidak tetap kedudukan titik porosnya (constant mesh).</p> <p>Gambar 1. Macam macam roda gigi</p> <p>C. Kerjasama roda gigi Dalam hal ini lima keadaan sesuai dengan kedudukan yang diambil oleh poros yang satu terhadap yang lain: 1. Sumbu roda gigi sejajar/paralel (roda gigi silinderik) Dapat berupa kerjasama roda gigi lurus, miring atau spherical. Bentuk dasar roda gigi ini ialah dua buah silinder yang saling bersinggungan menurut sebuah garis-garis: gigi dapat sejajar dengan garis lukis silinderik (gigii lurus/spur gear), atau membuat sudut dengan garis-garis silender (gigii sekrup/double helical). 2. Sumbu roda gigi tegak lurus berpotongan (roda gigi kerucut) Bentuk dasarnya ialah dua buah kerucut dengan puncak gabungan yang saling menyinggung menurut sebuah garis lukis. Dapat berupa roda gigi trapesium/payung/bevel dengan profil lurus (radial), miring (helical) atau melengkung (spherical). 3. Sumbu roda gigi menyilang tegak lurus Dapat berupa roda gigi cacing (worm), globaida, cavex, hypoid, spiroid, atau roda gigi miring atau melengkung. 4. Sumbu roda gigi menyilang</p> <p>Dapat berupa roda gigi sekrup (screw/helical) atau spherical. 5. Sumbu roda gigi berpotongan tidak tegak lurus Dapat berupa roda gigi payung/trapesium atau helical dll.</p> <p>Gambar 2. Kerja sama roda gigi D. Syarat dua roda gigi atau lebih bekerjasama Beberapa hal yang cukup penting pada kerjasama roda gigi , apabila dua roda gigi atau lebih bekerja sama maka :</p> <p>1. Profil gigi harus sama (spur atau helical dll)2. Modul gig harus sama (modul gigi adalah salah satu dimensi khusus roda gigi) 3. Sudut tekanan harus sama (sudut perpindahan daya antar gigi) Modul gigi adalah besaran/dimensi roda gigi, yang dapat menyatakan besar dan kecilnya gigi .Bilangan modul biasanya bilangan utuh, kecuali untuk gigi yang kecil. (Bilangan yang ditulis tak berdimensi, walaupun dalam arti yang sesungguhnya dalam satuan mm ) Sudut tekanan adalah sudut yang dibentuk antara garis singgung dua roda gigi dan garis perpindahan gaya antar dua gigi yang bekerja sama.</p> <p>Gambar 3. Modul gigi Modul presure anggle</p> <p>Modul gigi besar 0 )</p> <p>Sudut tekanan kecil (14</p> <p>Modul gigi sedang (20)</p> <p>Sudut tekanan sedang</p> <p>Modul gigi kecil</p> <p>Sudut tekanan besar (250)</p> <p>perbedaan modul menyebabkan bentuk sama tetapi ukurannya diperkecil, sedang perbedaan sudut tekanan menyebabkan tinggi gigi sama tetapi dapat lebih ramping. Modul gigi (M) : M = t / (pi) T = jarak bagi gigi (pitch) M = ditulis tanpa satuan ( diartikan dalam: mm) Diameter roda gigi : (ada empat macam diameter gigi) 1. diameter lingkaran jarak bagi (pitch = d ) 2. diameter lingkaran dasar (base) 3. diameter lingkaran kepala (adendum/max) 4. diameter lingkaran kaki (didendum/min) Diamater lingkaran jarak(bagi) : d = M . z z = jumlah gigi sehingga : d = ( t . z )/ p ----- (mm) ------ (mm)</p> <p>Sudut</p> <p>tekanan (a ) sudut yang dibentuk dari garis horisontal dengan</p> <p>garis normal dipersinggungan antar gigi. Sudut tekanan sudah di standarkan yaitu : a = 20 0 . Akibat adanya sudut tekanan ini, maka gaya yang dipindahkan dari roda gigi penggerak (pinion) ke roda gigi yang digerakkan (wheel), akan diuraikan menjadi dua gaya yang saling tegak lurus (vektor gaya), gaya yang sejajar dengan garis singgung disebut : gaya tangensial, sedang gaya yang tegak lurus garis singgung ( menuju titik pusat roda gigi) disebut gaya radial.</p> <p>Gaya tangensial: merupakan gaya yang dipindahkan dari roda gigi satu ke roda gigi yang lain. Gaya radial: merupakan gaya yang menyebabkan kedua roda gigi saling mendorong ( dapat merugi kan). Dalam era globalisasi sudut tekanan distandarkan : a = 20</p> <p>APLIKASI PENGGUNAAN RODA GIGIAplikasi penggunaan roda gigi khususnya dalam kendaraan sangat banyak kita difungsikan baik itu sebagai penggerak maupun sebagai pemindah tenaga. Aplikasai penggunaan roda gigi dapat dilihat dibawah ini.</p> <p>BAB. II</p> <p>1.</p> <p>Aplikasi penggunaan roda gigi dalam Transmisi</p> <p>Transmisi daya dengan roda gigi mempunyai keuntungan, diantaranya tidak terjadi slip yang menyebabkan speed ratio tetap, tetapi sering adanya slip juga menguntungkan, misalnya pada ban mesin (belt) , karena slip merupakan pengaman agar motor penggerak tidak rusak. Apabila putaran keluaran (output) lebih rendah dari masukan (input) maka transmisi disebut : reduksi ( reduction gear), tetapi apabila keluaran lebih cepat dari pada masukan maka disebut : inkrisi ( increaser gear). Perbadingan input dan output disebut : perbandingan putaran transmisii (speed ratio), dinyatakan dalam notasi : i . Speed ratio : i = n1 / n2 = d2 / d1 = z2 / z1 Apabila:i &lt; 1 i &gt; 1 = transmisi roda gigi inkrisi = transmisi roda gigi reduksi</p> <p>.</p> <p>Wheel z2 , n2</p> <p>Pinion z1, n1</p> <p>Pinion z1, n1</p> <p>Wheel z2, n2</p> <p>Ada dua macam roda gigi sesuai dengan letak giginya :</p> <p>1. Roda gigi dalam (internal gear), yang mana gigi terletak pada bagiandalam dari lingkaran jarak bagi.</p> <p>2. Roda gigi luar ( external gear), yang mana gigi terletak dibagian luar darilingkaran jarak, jenis roda gigi ini paling banyak dijumpai. Roda gigi dalam- banyak dijumpai pada transmisi roda gigi planit (planitary gear) dan roda gigi cyclo. Apabila dua rodagigi dengan gigi luar maka putaran output akan berla wanan arah dengan putaran inputnya, tetapi bila salah satu rodagigi dengan gigi dalam maka arah putaran output akan sama dengan arah putaran input. Bila kerjasama lebih dari dua rodagigi disebut : transmisi kereta apii (train gear). Train Gear</p> <p>Speed ratio pertama : i1 = n1 / n2 Speed ratio kedua : i 2 = n2 / n3 Speed ratio total :</p> <p>n1 z1</p> <p>i T = i 1 x i 2 = n1 /n2 x n2 /n3 = n1 / n3</p> <p>Jadi pada train gear, speed ratio hanya tergantung roda gigi pertama dan yang terakhir, sedang roda gigi diantaranya hanya sebagai makelar saja. Speed ratio total : i T = n1 / n3 = d3 / d1 = z3 / z1 . Sedang arah putaran tergantung jumlah roda gigi, apabila jumlahnya genap ( 8, 10, 20 dll) pasti arah putaran output berlawanan arah Tetapi bila jumlah rodagigi gasal (3, 9, 15 dll) maka arah putaran output sama dengan arah inputnya. Untuk roda gigi lurus (spur) dan penggunaan normal maka batas speed ratio adalah 6 , apabila speed ratio lebih dari enam harus dibuat dengan dua tingkat (stage). Speed ratio maksimal : i maks &lt; stages): 6</p> <p>Apabila speed ratio lebih dari enam maka dilakukan sebagai berikut (Multi</p> <p>Output : z4 , n4 Pinion Z1, n1 Contoh gambar di atas transmisi rodagigi dua tingkat ( two stages) Speed ratio total : i T = n1 / n2 x n3 / n4 = (n1 . n3) / (n2 . n4) Pada gambar sket di atas terlihat bahwa fungsi roda gigi , selain yang pertama (pinion) dan yang terakhir (wheel), yaitu roda gigi 2 dan roda gigi 3 diperhitungkan dalam menghitung speed ratio total. z2, n2 z3, n3</p> <p>Dalam aplikasi, speed ratio roda gigi mempu nyai nilai tidak bilangan utuh, misalnya : 2,4, 6 2,9991 ; 1,666 dll. Hal tersebut terjadi karena perancang transmisi roda gigi menginginkan , bahwa setiap gigi diharap kan bertemu dengan setiap gigi dari roda gigi yang lain, misalnya: design : i = 2 maka jumlah gigi pinion= 20 (min) dan rodagigi wheel= 40 , maka gigi nomor satu akan selalu bertemu dengan gigi nomor satu roda gigi lain, apabila terjadi ketidak homogenan material maka bagian tersebut mungkin akan aus tidak merata, oleh sebab itu dicari cara yang mudah, yaitu dengan menambah satu gigi pada wheel misalnya. Jadi : i = 41 / 20 = 2,0500 dll dll, tetapi berupa bilangan tertentu, misal:</p> <p>Konsep kerja transmisi Seperti telah dikemukakan di atas, transmisi pada kendaraan terdiri dari berbagai bentuk roda gigi, ada yang sistem tetap (Constant mesh) ada yang digeser (slidingmesh). Berikut ini akan dicoba dijelaskan konsep kerja masingmasing. a) Transmisi dengan roda gigi geser (slidingmesh) Roda gigi pada poros input yaitu berasal dari kopling, dipasang mati. Sedangkan roda gigi yang dipasang pada poros output dipasang geser/sliding. Roda gigi yang digunakan untuk model ini tentunya jenis spur. Perhatikan pada gambar 5 berikut ini.</p> <p>Gambar 4. Transmisi slidign gear Posisi Netral, setiap transmisi mempunyai posisi ini dimana putaran poros input tidak dipindahkan keporos output. Posisi ini digunakan saat berhenti atau yang lainnya dimana sedang tidak memerlukan tenaga mesin. Untuk memenuhi kebutuhan tersebut, maka kedua roda gigi pada poros output (C &amp; D) digeser agar tidak berhubungan dengan roda gigi dari poros input (A &amp; B). Posisi gigi 1, digunakan untuk menggerakan kendaraan pertama kali. Kondisi ini memerlukan momen yang besar gerakan pelan, maka roda gigi pemutar (Driver) harus yang lebih kecil (A) memutar roda gigi yang lebih besar (D). Sehingga roda gigi pada poros output yang dihubungkan deengan roda gigi yang sebelah kiri, sementara yang sebelah kanan tidak berhubungan. Seperti terlihat pada gambar 5 berikut ini.</p> <p>Gambar 5. Posisi gigi 1 Posisi gigi 2, pada posisi ini tentunya kendaraan sudah bergerak sehingga momennya tidak begitu besar dibandingkan dengan saat posisi gigi 1. Komposisi roda gigi pada posisi gigi kedua ini roda gigi D digeser sampai tidak berhubungan dengan roda gigi A, dan roda gigi C digeser kekiri agar berhubungan dengan roda gigi B. Dengan demikian, putaran poros input dipindahkan melalui roda gigi B &amp; C ke poros output. b) Transmisi dengan roda gigi tetap (Constant mesh). Sistem pemindahan kecepatan pada sistem ini tidak memindah roda gigi, namun dengan menambah satu perlengkapan kopling geser. Hubungan roda gigi C &amp; D terhadap poros output bebas bukan sliding seperti pada</p> <p>model sebelumnya. Sedangkan yang terhubung sliding dengan poros output adalah kopling gesernya.</p> <p>Ilustrasi model ini dapat dilihat pada gambar 7 ber-ikut ini.</p> <p>Gambar 6. Transmisi dengan posisi roda gigi tetap Pada model transmisi roda gigi tetap ini memungkinkan dipergunakan bentuk roda gigi selain model spur. Sehingga memungkinkan penggunaan roda gigi yang lebih kuat. Kopling geser dapat digeser kekanan atau kekiri. Bila kopling ada ditengah maka berarti transmisi pada posisi netral. Pada posisi ini meskipun roda gigi C &amp; D terus berputar bersama roda gigi A &amp; B, namun tidak ada pemindahan putaran keporos output. Hal ini karena baik roda gigi C maupun roda gigi D terpasang bebas terhadap poros output. Posisi gigi 1, kopling geser digeser kekiri hingga berhubungan dengan roda gigi D. Sehingga putaran poros input disalurkan melalui roda gigi A memutar roda gigi D dan membawa kopling geser yang telah terhubung, dan akhirnya poros output terbawa putaran melalui kopling geser. Posisi gigi 2, kopling digeser kekanan hingga berhubungan dengan roda gigi C. Sehingga putaran poros input disalurkan melalui roda gigi B memutar roda gigi C dan membawa kopling geser yang telah terhubung, dan akhirnya poros output terbawa putaran melalui kopling geser.</p> <p>c) Transmisi Synchronmesh Penggunaan sistem roda gigi geser seperti yang telah diuraikan di atas terdapat kerugian yang perlu diatasi, yaitu: a) b) Suara transmisi kasar saat memindah kecepatan. Pemindahan gigi sangat sulit, apalagi pada kecepatan tinggi, sehingga pemindahan gigi harus dilakukkan pada kecepatan yang rendah. Hal ini juga dialami pada sistem pengembangan yang meng-gunakan sistem Constantmesh. Meskipun pada sistem constant-mesh sudah tidak menggunakan penggeseran roda gigi, namun sistem penyambungannya masih mengalami permasalahan. Penyambungan yang dipergunakan pada sistem Constantmesh mirip pada sistem sliding gear saat memasukan kecepatan tertinggi yaitu antara roda gigi C dengan roda gigi D. Dengan kata lain, kendaraan yang transmisinya menggunakan sistem sliding gear atau Constantmesh akan terhambat khususnya pada proses akselerasi kendaraan. Karena setiap pemindahan kecepatan harus menunggu putaran turun terlebih dahulu. Permasalahan proses pemindahan gigi tersebut, karena per-bedaan putaran kedua gigi yang akan disambungkan. Hal ini dapat dijelaskan sebagai berikut: Misalkan: gambar 2 jumlah gigi dari roda gigi A = 10; B = 20; C = 10; dan D = 20. Pada saat kendaraan belum berjalan, berarti putaran poros output dan kopling geser n2 = 0 rpm. Sementara bila putaran poros input adalah n1 = 1000 rpm, maka putaran roda gigi D n3 dapat dihitung sebagai berikut: n3 = (A x n1)/D = (10 x 1000)/20 = 500 rpm. Pada putaran yang demikian tinggi yaitu 500 rpm, sementara kopling geser tidak berputar tentu tidak dapat dihubungkan. Untuk itu biasanya pengemudi, memutus hubungan poros input dengan mesin dengan menginjak pedal kopling. Meskipun demikian untuk putaran sebesar 500 rpm, disamping tidak/sulit dihubungkan, kalau dapat dihubungkan akan</p> <p>terjadi kejutan yang luar biasa. Kejutan...</p>