Pembuatan Roda Gigi

  • Published on
    23-Jul-2015

  • View
    534

  • Download
    38

Embed Size (px)

Transcript

<p>PEMBUATAN RODA GIGI (Bevel Gear, Helical Gear, Rack Gear)</p> <p>Karya Tulis ini dibuat untuk memenuhi Tugas Mid Semester 2 sebagai pelengkap nilai akademik di Akademi Teknik Soroako (ATS) Disusun oleh :</p> <p>Mudjib Abdullah 209066 Amri 209052 Alamsyah 209050 fredinand 209059 M.Asrul.A 209067</p> <p>AKADEMI TEKNIK SOROAKO 2 0 10</p> <p>1</p> <p>BAB I PENDAHULUAN</p> <p>1.1 LATAR BELAKANG MASALAH Milling (Frais) adalah proses menghilangkan/pengambilan fatal-fatal dari bahan atau benda kerja dengan pertolongan dari alat potong yang berputar dan mempunyai sisi potong, kecuali pahat potong yang bersisi tunggal yang juga digunakan. Mesin Milling adalah mesin perkakas untuk mengerjakan atau menyelesaikan suatu benda kerja dengan mempergunakan pisau Milling (cutter) sebagai pahat penyayat yang berputar pada sumbu mesin. Prinsip kerja dari mesin Frais yaitu pahat potong/pemotong Frais melakukan gerak rotasi dan benda kerja dihantarkan pada pemotong Frais tersebut. Pada era teknologi yang semakin maju, manusia terus berusaha berfikir untuk memenuhi kebutuhan hidupnya. Hal ini tak lepas dari makin pesatnya perindustrian di bidang teknik mesin, konstruksi, dan industry lainnya yang sangat membutuhkan material logam (ferrous atau non ferrous) sebagai bahan dasar. Bahan dasar ini akan dibentuk menjadi suatu benda yang memiliki nilai tambah yang lebih seperti untuk perlengkapan konstruksi mesin atau untuk hal lainnya contohnya untuk pembuatan batang gigi (rack gear), roda gigi miring (helical gear) dan roda gigi payung (bevel gear). Dengan demikian, maka peranan teknologi semakin penting dan dominan, dimana kita dituntut untuk menguasai teknologi yang semakin berkembang dan juga usaha kita untuk mengembangkan teknologiyang telah kita kuasai. Salah satu cabang teknologi tersebut adalah permesinan (machunung). Proses permesinan yang akan dilakukan untuk pembuatan roda gigi adalah proses milling. Untuk pembuatan bakal roda gigi dilakukan pada mesin bubut. Oleh</p> <p>2</p> <p>karena masih banyak para pekerja yang kurang mengetahui langkah-langkah pembuatan rack gear,helical gear dan bevel gear, maka penulis menyusun laporan tentang pembuatan rack gear,helical gear dan bevel gear ini untuk mengatasi masalah yang dihadapi.</p> <p>1.2 TUJUAN PENULISAN</p> <p>Tujuan dari penyusunan karya tulis ini adalah untuk mengimplementasikan suatu proses pembuatan roda gigi secara terperinci berdasarkan jenis dan fungsi roda gigi seperti roda gigi payung,roda gigi miring / heliks, dan batang gear.Dan dapat Mengistimasikan biaya dan waktu saat proses pembuatannya.</p> <p>. 1.3 CARA MEMPEROLEH DATA</p> <p>Metode yang digunakan dalam penyusunan karya tulis ini adalah : 1. Tinjauan pustaka, mempelajari modul, buku, artikel, dan situs yang terkait dengan pembuatan roda gigi. 2. Wawancara, melakukan studi dengan metode wawancara kepada dosen ataupun praktisi yang berhubungan dengan permasalahan yang di bahas dalam karya tulis ini. 3. Pengumpulan data, mengumpulkan data data yang terkait dengan proses pembuatan roda gigi.</p> <p>3</p> <p>4. Implementasi, mengimplementasikan teori Kerja Frais pada pembuatan roda gigi yang dikerjkan.</p> <p>1.4 SISTEMATIKA PENULISAN Penulisan karya tulis ini tersusun dalam 3 (tiga) bab dengan sistematika penulisan sebgai berikut :</p> <p>BAB I Pendahuluan Bab pendahuluan berisi latar belakang masalah, tujuan penulisan, Cara memperoleh data dan sistematika penyusunan karya tulis.</p> <p>BAB II Pembahasan Bab pembahasan berisi pengetahuan secara umum mengenai roda gigi payung, roda gigi miring / heliks, batang gear dan perhitungan dimensi maupun estimasi biaya dan waktu proses.</p> <p>BAB III Penutup Bab penutup berisi kesimpulan dan saran.</p> <p>4</p> <p>BAB II LANDASAN TEORI</p> <p>2.1 TEORI DASAR KERJA FRAIS</p> <p>Mesin frais yang digunakan dalam proses pemesinan ada tiga jenis, yaitu : 1. Column and knee milling machines 2. Bed type milling machines 3. Special purposes</p> <p>Mesin jenis column and knee dibuat dalam bentuk mesin frais vertikal dan horizontal Kemampuan melakukan berbagai jenis pemesinan adalah keuntungan utama pada mesin jenis ini. Pada dasarnya pada mesin jenis ini meja (bed), sadel, dan lutut (knee) dapat digerakkan. Beberapa asesoris seperti cekam, meja putar, dan kepala pembagi menambah kemampuan dari mesin frais jenis ini. Walaupun demikian mesin ini memiliki kekurangan dalam hal kekakuan dan kekuatan penyayatannya. Mesin frais tipe bed (bed type) memiliki produktivitas yang lebih tinggi dari pada jenis mesin frais yang pertama. Kekakuan mesin yang baik, serta tenaga mesin yang biasanya relatif besar, menjadikan mesin ini banyak digunakan pada perusahaan manufaktur Mesin frais tersebut pada saat ini telah banyak yang dilengkapi dengan pengendali CNC untuk meningkatkan produktivitas dan fleksibilitasnya.</p> <p>5</p> <p>1. Kecepatan potong :</p> <p>2. Gerak makan per gigi :</p> <p>3. Waktu pemotongan :</p> <p>4. Kecepatan penghasilan beram :</p> <p>Rumus-rumus tersebut di atas digunakan untuk perencanaan proses frais. Proses frais bisa dilakukan dengan banyak cara menurut jenis pisau yang digunakan dan bentuk benda kerjanya. Selain itu jenis mesin frais yang bervariasi menyebabkan analisis proses frais menjadi rumit. Hal-hal yang perlu diperhatikan dalam perencanaan bukan hanya kecepatan potong dan gerak makan saja, tetapi juga cara pencekaman, gaya potong, kehalusan produk, getaran mesin dan getaran benda kerja. Dengan demikian hasil</p> <p>6</p> <p>analisa/perencanaan merupakan pendekatan bukan merupakan hasil yang optimal.</p> <p>2.2 Syarat Dua Roda Gigi Bekerja Sama Beberapa hal yang cukup penting pada kerjasama roda gigi apabila dua roda gigi atau lebih bekerja sama maka : Profil gigi harus sama ( spur atau helical dll), Modul gigi harus sama ( modul gigi adalah salah satu dimensi khusus roda gigi), Sudut tekanan harus sama ( sudut perpindahan daya antar gigi).</p> <p>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 tidak berdimensi, walaupun dalam arti yang sesungguhnya dalam satuan mm ).</p> <p>Sudut tekanan adalah sudut yang dibentuk antara garis singgung dua roda gigi dan garis perpindahan gaya antar dua gigi yang bekerja sama.</p> <p>7</p> <p>2.3 Proses Frais Roda Gigi</p> <p>Proses frais gigi (Gambar 2.1), sebenarnya sama dengan frais bentuk pada, tetapi karena bentuknya yang spesifik, serta proses pencekaman dan pemilihan pisau berbeda maka akan dibahas lebih detail. Dari informasi yang diperoleh dari gambar kerja, untuk proses frais roda gigi diperoleh data tentang jumlah gigi, bentuk profil gigi, modul, sudut tekan, dan dimensi bakal roda gigi.</p> <p>Dari informasi tersebut perencana proses frais gigi harus menyiapkan: kepala pembagi , pisau frais gigi, dan perhitungan elemen dasar (putaran spindel, gerak makan, dan kedalaman potong). Kepala pembagi digunakan sebagai pemegang bakal roda gigi (dengan bantuan mandrel). Pada kepala pembagi terdapat mekanisme yang memungkinkan operator mesin frais memutar benda kerja dengan sudut tertentu.</p> <p>Gambar 2.1 Proses frais roda gigi dengan mesin frais horizontal Kepala pembagi (dividing head) digunakan sebagai alat untuk memutar bakal</p> <p>8</p> <p>roda gigi. Mekanisme perubahan gerak pada kepala pembagi adalah roda gigi cacing dan ulir cacing dengan perbandingan 1 : 40. Dengan demikian apabila engkol diputar satu kali, maka spindelnya berputar kali. Untuk membagi</p> <p>putaran pada spindel sehingga bisa menghasilkan putaran spindel selain 40 bagian, maka pada bagian engkol dilengkapi dengan piringan pembagi dengan jumlah lubang tertentu, dengan demikian putaran engkol bisa diatur (misal putaran). Pada piringan pembagi diberi lubang dengan jumlah lubang sesuai dengan tipenya yaitu:</p> <p>1. Tipe Brown and Sharpe</p> <p>a. Piringan 1 dengan jumlah lubang: 15, 16, 17, 18, 19, 20 b. Piringan 2 dengan jumlah lubang: 21, 23, 27, 29, 31, 33 c. Piringan 3 dengan jumlah lubang: 37, 39, 41, 43, 47, 49</p> <p>2. Tipe Cincinnati (satu piringan dilubangi pada kedua sisi)</p> <p>a. Sisi pertama dengan jumlah lubang: 24, 25, 28, 30, 34, 37, 38, 39, 41, 42, 43</p> <p>b. Sisi kedua (sebaliknya) dengan jumlah lubang: 46, 47, 49, 51, 53, 54, 57, 58, 59, 62, 66</p> <p>9</p> <p>BAB III PEMBAHASAN</p> <p>3.1 PENGETAHUAN TENTANG RODA GIGI</p> <p>Roda gigi merupakan batang bulat yang mempunyai gigi-gigi hasil dari pemotongan. Roda gigi dipasangkan pada sebuah poros yang akan mentransmisikan gerak tersebut kepada poros kedua dan selanjutnya. Roda gigi dapat pula digunakan untuk merubah arah putaran/gerakan, meningkatkan kecepatan artau menurunkan kecepatan. Berbagai macam bentuk roda gigi dapat dibedakan berdasarkan posisi poros antara roda gigi penggerak dan roda gigi yang digerakkan :</p> <p>a. Poros sejajar (roda gigi lurus, roda gigi helik , roda gigi helik ganda, roda gigi dalam, roda gigi rack dan pinion) b. Poros yang berpotongan (cacing dan roda cacing, roda gigi helik) c. Untuk poros yang bersinggungan (roda gigi payung/konis)</p> <p>Roda gigi juga dapat digunakan untuk mentransmisikan daya besar dan putaran yang tepat. Roda gigi 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 :</p> <p>10</p> <p> Sistem transmisinya lebih ringkas, putaran lebih tinggi dan daya yang 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.</p> <p>Roda gigi 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.</p> <p>Namun dalam penyususan karya tulis ini yang akan di bahas secara spesifik yaitu roda gigi heliks, roda gigi payung, dan batang gear.</p> <p>3.2 KLASIFIKASI RODA GIGI Roda gigi diklasifikasikan sebagai berikut :</p> <p> Menurut letak poros. Menurut arah putaran. Menurut bentuk jalur gigi</p> <p>11</p> <p>3.2.1</p> <p>Menurut Letak Poros Menurut letak poros maka roda gigi diklasifikasikan seperti tabel berikut :</p> <p>Letak Poros</p> <p>Roda gigi Roda gigi lurus Roda gigi miring</p> <p>Keterangan Klasifikasi atas dasar</p> <p>bentuk alur gigi</p> <p>Roda gigi dengan poros sejajar</p> <p>Roda gigi miring ganda Arah putaran berlawanan Arah putaran sama Gerakan lurus dan berputar Roda gigi kerucut lurus Roda gigi kerucut spiral Klasifikasi atas dasar bentuk jalur gigi</p> <p>Roda gigi luar Roda gigi dalam dan pinion Batang gigi dan pinion</p> <p>Roda gigi dengan poros berpotongan</p> <p>Roda gigi kerucut zerol Roda gigi kerucut miring Roda gigi kerucut miring ganda</p> <p>Roda gigi dengan poros Roda gigi permukaan dengan berpotongan berbentuk istimewa Kontak gigi Gerak lurus dan berputar poros berpotongan Roda gigi miring silang Batang gigi miring silang Roda gigi dengan poros silang Roda gigi cacing silindris Roda gigi cacing selubung ganda Roda gigi cacing samping Roda gigi hiperboloid Rodagigi hipoid Tabel 3.1 Modul standar JIS B 1701-1973 12</p> <p>3.2.2</p> <p>Menurut Arah Putaran Menurut arah putarannya, roda gigi dapat dibedakan atas : Roda gigi luar ; arah putarannya berlawanan. Roda gigi dalam dan pinion ; arah putarannya sama</p> <p>3.3 SISTEM STANDAR RODA GIGI Roda gigi lurus dapat dibuat di mesin frais. Untuk membuat roda gigi pada mesin frais diperlukan pisau frais yang sesuai dengan standar dari gigi (roda gigi) yang dibuatnya. Sistem standar pembuatan roda gigi ada dua yaitu : sistem modul sistem diametral pitch dan circular pitch</p> <p>a. Sistem Modul Sistem modul digunakan di berbagai negara yang cenderung menggunakan satuan metris seperti Belanda, Jerman dan Jepang. Hal ini tyertuang dalam standar NEN 1629 dan standar DIN 780 dan JIS B 1701 -1973. Demikian juga ISO yang mengacu pada standar metris. Modul merupakan kependekan dari kata modulus yaitu suatu perbandingan antara diameter jarak bagi dari suatu roda gigi dengan jumlah giginya. Jika roda gigi mempunyai ukuran diameter jarak bagi D dalam satuan mm dengan jumlah giginya z buah gigi, maka modulusnya adalah :</p> <p>13</p> <p>Keterangan: D = diameter jarak bagi, mm Z = jumlah gigi dari roda gigi m = modul Dari suatu roda gigi yang mempunyai jumlah gigi z buah, dengan jarak busur antara giginya t (mm), maka satu keliling roda gigi tersebut adalah (t x z). sedangkan kita ketahui bahwa satu keliling lingkaran roda gigi yang berdiameter D mm mempunyai keliling (n x D). dengan demikian dapat ditulis :</p> <p>Modul ini selanjutnya digunakan sebagain standar untuk menentukan ukuran-ukuran pisau frais pada pembuatan roda gigi standar. Harga atau nilai standar yang telah diterbitkan Jepang dengan standar JIS B 1701 -1973 terdiri atas tiga seri</p> <p>Tabel 3.2 Modul standar JIS B 1701-1973 Keterangan : Seri ke 1 merupakan pilihan pertama. Jika tidak memungkinkan dipilih seri ke 2 atau ke 3</p> <p>14</p> <p>Tabel 3.3 Modul standar NEN 1630</p> <p>Tabel 3.4 Modul standar DIN 780</p> <p>15</p> <p>b. Sistem diametral pitch dan circular pitch</p> <p>Sistem diametral pitch dan circular pitch digunakan di sebagian Negara Amerika dan Eropa yang menggunakan sistem satuan inchi. Diametral pitch adalah perbandingan dari jumlah gigi dengan ukuran diameter jarak bagi yang mempunyai satuan inchi. Jika jumlah gigi dari roda gigi adalah z buah dengan ukuran diameter jarak bagi D dalam satuan inchi, maka diametral pichnya adalah :</p> <p>Circular pitch (Cp) yaitu jarak antara gigi dalam satuan inchi. Jika diameter lingkaran jarak bagi mempunyai ukuran D dalam satuan inchi dengan jumlah gigi z buah gigi, maka circular pitchnya adalah :</p> <p>Keterangan: Dp = diametral puitch D = diametr jarak bagi dalam satuan inchi Cp = circular pitch dalam satuan inchi Z = jumlah gigi</p> <p>16</p> <p>c. Hubungan antara sistem modul dengan system diametral pitch dan circular pitch</p> <p>Dari persamaa = 25,4 mm maka :</p> <p>atau</p> <p>(inchi) dan 1 inchi</p> <p>Tabel 3.5 Hubungan antara sistem modul dengan diametral pitch dan circular pitch</p> <p>17</p> <p>3.4 PEMBAHASAN RODA GIGI BERDASARKAN POSISI POROS</p> <p>3.4.1</p> <p>Roda Gigi Payung ( Bevel Gear )</p> <p>Roda gigi payung berfungsi untuk memindahkan gerak dari satu sumbu ke sumbu yang lain. Pada jenis roda gigi ini pemotongan gigi-giginya pada bagian ujung yang berbentuk konis. Gigi-giginya dibentuk dengan arah lurus, searah degan poros roda gigi.</p> <p>Bevel gear atau roda gigi payung terbagi menjadi 3 yaitu :</p> <p>1. Spurs bevel gear (roda gigi payung lurus) Biasanya digunakan untuk kecepatan rendah dan tidak ada benturan yang tinggi. Biasanya digunakan pada alat alat yang putarannya di control oleh tangan.</p> <p>Gambar 3.1 Spurs bevel gear</p> <p>18</p> <p>2. Spiral bev...</p>