BAB II LANDASAN TEORI

Transkripsi

1 BAB II LANDASAN TEORI Pada pembuatan rancang bangun kendaraan mobil mini ini kami menggunakan engine (mesin) suzuki smash 4 tak 110 cc dengan bahan bakar bensin dengan kemampuan ankut kg. Dalam perancangan mobil mini roda gigi brfungsi sebagai mentransmisikan gaya, membalikan putaran, menaikkan putaran atau kecepatan yang tepat, dan mesin sebagai sumber tenaga kendaraan. Mobil mini ini juga bisa maju-mundur dengan menggabungkan / mentransmisikan rantai sebagai pemindah daya dengan transmisi gigi mundur. 2.1 Transmisi Roda Gigi Dalam mengerakkan suatau mekanisme, seringkali sumber daya penggerak tidak dapat lansung digunakan, hal ini disebabkan daya dan putaran yang tersedia harus disesuaikan terlebih dahulu dengan kondisi dari mekanisme tersebut. Universitas Mercu Buana 6

2 Dasar dari transmisi roda gigi adalah terdapatnya dua buah roda gigi yang berputar dimana kedua bidang silinder bersinggungan, satu menggerakkan yang lain tanpa terjadi slip. Roda Gigi yang menggerakkan disebut pinion. Sampai saat ini transmisi tersebut banyak digunakan, keuntungan dari transmisi roda gigi adalah konstruksinya yang sederhana, operasi terandalkan, pemeliharaannya mudah, ukuran kostruksi yang kecil serta efisiensinya yang tinggi. Sedangkan kerugian dari transmisi roda gigi adalah transmisi gaya kaku, ayunan dan ketidak-seragaman karena pembengkokan gerigi, kekakuan gerigi yang berbeda-beda ( misalnya: tanda takikan karena proses pemotongan ) dan sangat bising. Pada mobil transmisi berfungsi untuk mengubah tingkat kecepatan yang akan diteruskan ke roda gigi. Perbandingan gigi perseneling dipilih sedemikian rupa sehingga roda gigi pertama digunakan untuk start, gigi tengah dipergunakan untuk memantapkan percepatan dan gigi teratas yang hemat bahan-bakar bersuara lirih pada kecepatan jelajah. Pada saat kendaraan mulai berjalan diperlukan tenaga yang besar, setelah kendaraan berjalan maka bukan tenaga lagi yang dibutuhkan melainkan kecepatan untuk memenuhi keperluan tersebut diperlukan transmisi dari berbagai tingkat perbandingan gigi ( gear ratio ). Transmisi ditetapkan antara kopling ( Clutch ) dengan poros propeller ( FR Type ), secara detail syarat-syarat yang harus dimiliki oleh transmisi adalah sebagai berikut : Universitas Mercu Buana 7

3 Waktu memindahkan tenaga harus cepat, mudah dan tidak berbunyi. Harus kecil, ringan, tidak mudah rusak ( ulet dan tangguh ) dan mudah untuk dioperasikan serta mudah dalam perbaikan. Ekonomis dan mempunyai efisiensi yang tinggi Perbandingan Roda Gigi (Gear Ratio) Perakitan atau hubungan roda gigi di dalam transmisi, antara gear input shaft dan gear output shaft dapat diperoleh berbagai kondisi seperti berikut ini : Perbandingan kecepatan putaran yang dapat berbeda atau sama. Perbandingan momen yang dapat berbeda atau sama. Arah putaran yang berbeda atau sama. Gear kecil (A) bila berlangsung memutar gear (B) yang Iebih besar, maka akan diperoleh: Putaran shaft gear B lebih lambat. Momen shaft gear B lebih besar. Arah putaran gear B berlawanan dengan shaft gear A. Begitu pula sebaliknya, jika pemutar (drive) adalah gear yang lebih besar, maka akan diperoleh: Putaran shaft driven lebih cepat. Momen shaft driven lebih kecil. Arah putaran driven berlawanan arah dengan drive. Tetapi jika roda gigi kecil (A) memutar roda gigi besar (B) melalui perantara satu gear, maka diperoleh : Universitas Mercu Buana 8

4 Putaran shaft gear B lebih lambat. Momen shaft gear B lebih besar. Arah putaran shaft gear B searah dengan shaft gear A. Begitu pula sebaliknya jika gear besar sebagai drive dengan gear kecil sebagai driven, maka diperoleh : Putaran shaft driven lebih cepat. Momen shaft driven lebih kecil. Arah putaran driven searah dengan drive. Putaran driven shaft yang lebih lambat dengan momen (tenaga) akan menjadi lebih kecil, begitu juga sebaliknya apabila putaran driven shaft lebih cepat dengan momen (tenaga) akan menjadi lebih besar, tergantung dari jumlah gear pada drive (pemutar) dan driven (diputar). Perbandingan ini disebut Gear Ratio, dimana: Gear Ratio = Driven Gear / Drive Gear. Kecepatan putaran driven shaft = (1 / Gear Ratio) x Kecepatan Drive Shaft. Momen Driven Shaft = Gear Ratio x Momen Drive Shaft Jenis - Jenis Transmisi Transmisi yang digunakan pada kendaraan bermotor dapat digolongkan sebagai berikut : Universitas Mercu Buana 9

5 1. Transmisi roda gigi selektif, terdiri dari : Tipe geser Tipe gerkaitan tetap Tipe sinkromes 2. Transmisi gigi planet. 3. Transmisi otomatis, terdiri dari : Tipe fluida Tipe elektrik Dari jenis-jenis diatas yang akan dibahas adalah transmisi gigi selektif, karena transmisi yang akan dirancang merupakan pengembangan dari transmisi jenis ini, dengan penjelasan sebagai berikut: 1. Tipe Geser. Jenis ini merupakan dasar pertama kali ditemukannya transmisi dengan konstruksi yang sangat sederhana, ada beberapa kekurangan-kekurangan pada jenis ini, yaitu : Konstruksi lebih besar. Terdapat kesukaran perpindahan roda gigi pada saat kendaran sedang berjalan. Suaranya kasar. Karena kerugian-kerugian tersebut maka jenis ini sudah tidak dikembangkan. Walaupun demikian jenis ini masih sering digunakan terbatas hanya untuk percepatan 1 atau mundur. Universitas Mercu Buana 10

6 Konstruksi transmisi ini terdapat 4 shaft yaitu input shaft, main drive shaft, counter shaft dan reverse shaft. Pada counter shaft terdapat beberapa susunan gear dan selalu berkaitan atau berhubungan dengan main drive gear berputar counter gear juga ikut berputar. Pada main shaft terpasang gear melalui spline, sehingga gear tersebut dapat tergeser atau sliding pada main shaft dan bila salah satu gear pada main shaft digerakan ke depan atau ke belakang dan berkaitan dengan salah satu counter gear maka main shaft ikut berputar pula, selanjutnya putaran ini sebagai output. 2. Tipe Perkaitan Tetap Jenis ini merupakan pengembangan dari jenis tipe geser, dimana bentuk roda gigi tidak lagi lurus melainkan helikal dan dengan kondisi seperti ini maka transmisi dapat diperkecil. Walaupun demikian saat perpindahan roda gigi masih terjadi kesukaran dan ini disebut perkaitan tetap karena counter gear selalu berkaitan dengan gear pada main shaft sedangkan gear dan main shaft dihubungkan dengan perantara bearing, sehingga bearing dan main shaft dapat berputar babas. Pada main shaft dipasang dog clutch, yang berfungsi sebagai pemindah putaran dari main gear ke main shaft (output shaft). Bila salah satu dog clutch digerakan kedepan atau kebelakang maka dog clutch pada main gear akan berhubungan dengan dog clutch pada main shaft, selanjutnya putaran-putaran dari main gear diteruskan ke main shaft, sehingga output. Universitas Mercu Buana 11

7 Karena masih terdapat kesukaran dalam pemindahan gear maka jenis ini tidak dikembangkan lagi, walaupun demikian jenis ini masih digunakan untuk percepatan mundur. 3. Tipe Sinkromes Jenis ini mempunyai konstruksi seperti jenis transmisi perkaitan tetap dan pada jenis ini untuk memindahkan putaran dari roda gigi ke main shaft digunakan sinkromes, sehingga perpindahan putaran dapat diiakukan dengan mudah pada berbagai kecepatan dan synchromesh tersebut terdiri dari : 1. Synchronies ring, berfungsi untuk menyamakan putaran. 2. Clutch hub, berfungsi untuk menghubungkan putaran pada sleeve hubungan ke main shaft 3. Sleeve hub, berfungsi untuk memindahkan putaran dari main gear ke main shaft melalui Clutch hub. 4. Synchronizer key, berfungsi untuk menekan syncronizer ring dan sekaligus mernbantu berkerjanya sleeve hub. 5. Synchronizer spring, berfungsi untuk menekan synchronizer key yang selalu tertekan key sleeve hub. Bila sleeve digerakan ke depan atau ke belakang oleh fork, sleeve akan bergerak ke depan atau kebelakang. Gerakan sleeve hub membawa syncronizer key untuk menekan syncronizer ring tertekan dan bergerak dengan cone. Akibat gesekan ini maka terjadi pengereman yang menyebabkan putaran syncronizer ring same dengan syncronizer cone. Bila sleeve ditekan terus sedangkan syncronizer Universitas Mercu Buana 12

8 ring tidak dapat bergerak maju lagi, maka syncronizer key tertekan turun oleh sleeve pada tonjolan key bagian atas. Karena key turun maka key tidak sanggup lagi menekan syncronizer ring, sehingga syncronizer ring bebas atau tidak menekan cone. Dengan demikian comfer sleeve dapat mudah masuk pada comfer syncronizer cone, selanjutnya putaran dari main gear dapat diteruskan ke main shaft Konstruksi Transmisi Salah satu tujuan digunakannya transmisi roda gigi adalah untuk mengatur putaran motor yang dipindahkan ke roda dalam bermacan-macam perlambatan dimana letak dari transmisi di belakang pesawat kopling dan penjelasannya akan dibahas selanjutnya : a. Roda Gigi Utama (Main Gear) Roda gigi utama terpasang pada poros utama dengan perantara bantalan. Jumlah roda gigi tergantung dengan jumlah tingkat kecepatan yang ada pada transmisi. Untuk transmisi dengan 4 tingkat percepatan terdapa 4 roda gigi utama dengan jumlah roda gigi yang berbeda dan fungsi roda gigi utama tersebut adalah untuk membuat perbandingan roda gigi bersama-sama dengan roda gigi susun sesuai dengan tingkat kecepatan. b. Roda Gigi Susun (Counter Gear) Tediri dari beberapa roda gigi yang disatukan dan banyaknya roda gigi tergantung dengan banyaknya tingkat kecepatan. Untuk transmisi dengan 4 Universitas Mercu Buana 13

9 kecepatan terdapat 5 roda gigi susun dengan jumlah roda gigi yang berbeda. Roda gigi susun (Counter Gear) tersebut berfungsi untuk memindahkan putaran dari poros yang masuk keroda gigi utama dan sekaligus membuat perbandingan roda gigi. c. Perantara Roda Gigi Mundur dan Poros (Reveseidler Gear and Shaft) Perantara roda gigi mudur (Reveseidler Gear) terpasang pada poros roda gigi mundur dan roda gigi ini berfungsi untuk menghubungkan roda gigi susun dengan roda gigi utama mundur sehingga roda gigi utama mundur berputar berlawanan dengan poros yang masuk. d. Poros Masuk (Input Shaft) Pada transmisi, poros yang masuk (Input Shaft) disatukan dengan penggerak roda gigi utama berfungsi untuk memindahkan putaran dari kopling roda gigi susun. e. Poros Utama (Main Shaft) Poros utama (Main Shaft) berfungsi sebagai pengeluaran transmisi sekaligus tempat pemasangan roda gigi utama dan tabung pelengkap antara poros utama dengan dihubungkan dengan perantara bantalan. f. Sistem Pengunci (Interlock System) Dalam pengoprasian transmisi, setiap tingkat kecepatan hanya boleh terjadi satu roda gigi yang masuk karena setiap roda gigi utama mempunyai Universitas Mercu Buana 14

10 perbandingan roda gigi yang berbeda, untuk maksud tersebut pada transmisi dipasang tuas pengunci dan bola seperti yang digunakan pada transmisi. Bila salah satu garpu digerakkan maka bola pengunci akan menekan tuas pengunci selanjutnya tuas pengunci menekan bola pengunci sehingga poros garpu untuk kecepat tinggi dan poros garpu untuk kecepatan rendah tidak dapat bergerak. g. Penempatan Bola (Location Ball) Dalam pengoprasian transmisi, agar yang sudah masuk tabung pemindah yang sudah berkaitan dengan naik roda gigi tidak boleh kembali ke posisi netral dengan sendirinya. Begitu pula gerakkan dari garpu juga harus dibatasi sesuai dengan gerakkan pemindah sehingga pengemudi dapat merasakan roda gigi yang sudah masuk atau belum. Untuk maksud tersebut digunakan penempatan bola pada setiap poros garpu yang selalu ditekan oleh pegas. Pada setiap poros garpu terdapat 2 atau 3 alur, pada alur tengah menunjukan posisi netral. Bila poros garpu digerakkan maka penempatan bola akan tertekan keatas roda oleh poros dan selanjutnya bola tersebut akan masuk pada alur lainnya. Universitas Mercu Buana 15

11 Gambar 2.1 Roda Gigi Mundur Pada Mobil Mini Sistem Kerja Transmisi a. Posisi I Low sleeve hub digeserkan ke belakang hingga berkaitan dengan low main gear, maka putaran dari clutch akan dipindahkan sebagai berikut : Input shaft transmision (drive gear) - Counter gear (counter driven gear) - Counter low gear - low main gear - low sleeve hub - low clutch hub - main shaft (output shaft). Gear Ratio = (Counter driven ratio gear / Driven gear) x (2nd Main gear / Counter 2nd gear). b. Posisi II Low Sleeve hub digeser ke depan sehingga berkaitan dengan 2nd main gear maka putaran dari dutch akan dipindahkan sebagai berikut : Input shaft transmision (drive gear) - Counter gear (counter driven gear) - Counter 2nd gear - 2nd Main gear - Low sleeve hub - Low clutch hub - Main shaft (output shaft). Universitas Mercu Buana 16

12 Gear Ratio = (Counter driven gear / Drive gear) x (2nd Main gear / Counter 2nd gear). c. Posisi III High sleeve hub digeser ke belakang hingga berkaitan dengan 3nd main gear, maka putaran dari clutch akan dipindahkan sebagai berikut: Input shaft transmision (drive gear) - Counter gear (counter driven gear) - 3nd Main gear - High sleeve hub - High clutch hub - Main shaft (output shaft). Gear Ratio = (Counter drive gear / Drive gear) x (3" Main gear / Counter 3nd gear). d. Posisi IV High sleeve hub digeser ke depan sehingga berkaitan dengan drive gear pada input shaft transmision maka putaran dari clutch akan dipindahkan sebagai berikut : Input shaft transmision (drive gear) - High sleeve hub - High clutch hub - Main shaft (output shaft) Gear Ratio = 1,000. e. Posisi V 5th dan reverse sleeve hub digeser ke belakang hingga berkaitan dengan 5th main gear, maka putaran dari clutch akan dipindahkan sebagai berikut : Input shaft transmision (drive gear) - Counter gear (Counter driven gear) - Counter 5th gear - 5th Main gear - 5th dan Reverse sleeve hub - 5th dan Reverse clutch hub - Main shaft (output shaft). Universitas Mercu Buana 17

13 Gear Ratio = (Counter driven gear / Drive gear) x (5th Main gear / Counter 5th gear). f. Posisi Mundur (Reverse) 5th dan reverse sleeve hub digeser ke depan hingga berkaitan dengan reverse gear, maka putaran dari clutch akan dipindahkan sebagai berikut :Input shaft transmision (drive gear) - Counter gear (Counter driven gear) - Counter reverse gear - 5th dan Reverse sleeve hub - 5th dan Reverse clutch hub - Main shaft (output shaft) Gear Ratio = (Counter driven gear / Drive gear) x (Reverse gear / Counter reverse gear). 2.2 Tinjauan Umum Roda Gigi Guna mentransmisikan daya besar dan putaran yang tepat tidak dapat dilakukan roda gesek. Untuk itu kedua roda tersebut harus dibuat bergigi pada kelilingnya sehingga penerusan daya dilakukan oleh gigi-gigi kedua roda yang saling berkaitan. Roda gigi semacam ini, yang dapat berbentuk silinder atau kerucut, dinamakan dengan roda gigi. Di luar cara transmisi diatas, ada pula cara yang lain untuk meneruskan daya, yaitu dengan sabuk rantai. Namun demikian transmisi roda gigi mempunyai keunggulan dibandingkan dengan sabuk atau rantai karena lebih ringkas, putaran lebih tinggi dan tepat serta dayanya lebih besar.kelebihan ini tidak selalu menyebabkan dipilihnya roda gigi disamping cara lain, karena memerlukan ketelitian yang besar dalam pembuatan, pemasangan maupun pemeliharaannya. Universitas Mercu Buana 18

14 Pemakaian roda gigi sebagai alat transmisi telah menduduki tempat terpenting di segala bidang selama dua ratus tahun terakhir. Penggunaanya dimulai dari alat ukur yang kecil dan teliti seperti jam tangan, roda gigi reduksi pada turbin besar yang berdaya puluhan mega watt. Roda gigi dapat diklasifikasikan menurut beberapa bagian, antara lain : a. Ditinjau dari posisi gambar poros. Paralel. Misal : spur gear, Helical gear. Intersection (berpotongan). Misal : Bevel gear. Non intersection (tidak berpotongan, tidak paralel). Misal : Skew bevel gear. b. Ditinjau dari kecepatan keliling roda gigi. Vc < 3 (m/s) : Kecepatan rendah. 3 < Vc < 15 (m/s) : Kecepatan sedang. Vc > 15 (m/s) : Kecepatan tinggi. c. Ditinjau dan type roda gigi. Roda gigi luar. Roda gigi dalam. Pinion dan batang gigi. d. Ditinjau dari posisi gigi pada permukaan roda gigi. Gigi Lurus. Gigi Miring. Gigi Miring Ganda. Gigi Cacing. Universitas Mercu Buana 19

15 Gigi Kerucut. Gigi Hipoid. Tabel 2.1 Klasifikasi Roda gigi Letak poros Roda gigi Keterangan Roda gigi dengan poros sejajar Roda gigi dengan poros berpotongan Roda gigi dengan poros silang Roda gigi lurus, (a) Roda gigi miring, (b) Roda gigi miring ganda, (c) Roda gigi luar Roda gigi dalam dan pinyon, (d) Batang gigi dan pinyon, (e) Roda gigi gigi kerucut lurus, (f) Roda gigi kerucut spiral, (g) Roda gigi kerucut ZEROL Roda gigi kerucut miring Roda gigi kerucut miring ganda Roda gigi permukaan dengan Poros berpotongan (h) Roda gigi silang, (i) Batang gigi miring silang Roda gigi cacing silindris, (j) Roda gigi cacing selubung ganda (globoid), (k) Roda gigi cacing samping (klasifikasi atas dasar bentuk alur gigi) Arah putaran berlawanan Arah putaran sama Gerakan lurus dan berputar (klasifikasi atas dasar bentuk jalur gigi) (Roda gigi dengan poros berpotongan berbentuk istimewa) Kontak titik Gerakan lurus dan berputar Roda gigi hiperboloid Roda gigi hipoid, (l) Roda gigi permukaan silang (Sumber : Sularso, Dasar perencanaan dan pemilihan bahan) Roda Gigi Lurus Merupakan bentuk yang paling sederhana, jalur gigi sejajar dengan sumbu. Universitas Mercu Buana 20

16 Gambar 2.2 Roda Gigi Lurus Roda Gigi Miring Gigi roda ini membentuk sudut dengan sumbu poros, mempunyai bentuk ulir, sehingga bidang kontak gigi tersebut lebih luas. Kemiringan dari roda gigi menimbulkan gaya aksial yang sejajar dengan poros. Untuk mengatasi gaya ini bantalan tidak hanya tahan gaya radial saja, tetapi tahan terhadap gaya aksial. Gambar 2.3 Roda Gigi Miring Roda Gigi Miring Ganda Pada roda gigi ini gaya aksial yang timbul saling meniadakan. Perbandingan reduksi kecepatan keliling dan gaya yang dilepaskan dapat diperbesar. Gambar 2.4 Roda Gigi Miring Ganda Universitas Mercu Buana 21

17 2.2.4 Pinion dan Batang Gigi Pasangan batang gigi pinion digunakan untuk merubah gerakan putaran menjadi lurus atau sebaliknya Gambar 2.5 Pinion dan Batang Gigi Roda Gigi Dalam Roda gigi ini dipakai jika transmisi dengan ukuran kecil tetapi memiliki perbandingan reduksi yang besar, karena pinion terletak pada bagian dalam. Putaran yang dihasilkan antara roda gigi dan pinion sama. Gambar 2.6 Roda Gigi Dalam Roda Gigi Kerucut Digunakan untuk poros yang berpotongan. Roda gigi ini sederhana pembuatannya, tetapi bidang kontaknya tidak besar, sehingga dalam pemakaian banyak mengalami kerugian daya dan menimbulkan suara berisik. Gambar 2.7 Roda Gigi Kerucut Universitas Mercu Buana 22

18 2.2.7 Roda Gigi Cacing Digunakan pada poros yang bersilangan dengan perbandingan gigi sangat besar, mencapai 1 : Efesiensi berkisar %. Roda gigi ini sangat halus kerjanya dan menimbulkan getaran. Gambar 2.8 Roda Gigi Cacing : a) Roda gigi cacing silindris. b) Roda gigi cacing globoid Roda Gigi Hipoid Roda gigi ini dipakai pada diferensial otomobil, juga mempunyai jalur gigi yang berbentuk spiral pada kerucut yang bentuknya bersilang. Gambar 2.9 Roda Gigi Hipoid Universitas Mercu Buana 23

19 Gambar 2.10 Nama-nama bagian roda gigi Keterangan : b = lebar gigi P = pitch (jarak bagi di ukur pada busur lingkaran jarak dalam mm) S = tebal gigi e = lebar ruang h k = tinggi kepala gigi h v = tinggi kaki gigi m = modul Dt = diameter jarak bagi Dk = diameter kepala Dv = diameter kaki Z = jumlah gigi T = jarak antar sumbu poros (untuk roda gigi yang berpasangan) Universitas Mercu Buana 24

20 Dalam perancangan roda gigi ini maka langkah-langkah yang harus ditentukan adalah sebagai berikut : 1. Daya rencana yang harus ditransmisikan, P r ( k W ) P r = fc x P ( k W ) ( 2.1 ) Dimana : fc = Faktor koreksi P = Daya rata rata yang diperlukan ( kw ) 2. Jarak sumbu poros roda gigi standar. a = ( Z + Z ) 1 2 m 2 ( 2.2 ) Tabel 2.2 faktor-faktor koreksi daya yang akan ditransmisikan, fc Daya yang akan di transmisikan Daya rata-rata yang diperlukan Daya maksimum yang diperlukan Daya normal fc 1,2-2,0 0,8-1,2 1,0-1,5 (Sumber : Sularso, perencanaan dan pemilihan bahan) 3. Menentukan diameter sementara lingkaran jarak bagi d 1, d 2 ( mm ) d 1 = 2 1 x a i ( + ) ( 2.3 ) Dimana : a = jarak sumbu poros ( mm ) i = perbandingan jumlah gigi penggerak dengan yang di gerakkan Universitas Mercu Buana 25

21 4. Menentukan jumlah gigi ( Z 1, Z 2 ) dan perbandingan gigi ( i ) Z 1 = d m ( 2.4 ) Z = panjang rack / pitch 2 π x d Pitch = ' 1 Z 1 ( 2.5 ) Dimana : d = diameter lingkaran jarak bagi ( mm ) m = modul Panjang rack = 790 mm i = Z Z 2 1 ( 2.6 ) Dimana : Z 2 = jumlah gigi penggerak Z 1 = jumlah gigi yang digerakan 5. Diameter lingkaran jarak bagi ( roda gigi standar ) d, o1 d o 2 ( mm ) d o = m x ( 2.7 ) 1 Z 1 6. Menentukan kelonggaran puncak, C K ( mm ). C K = 0, 25 x m ( 2.8 ) 7. Menentukan faktor bentuk gigi Y 1, Y2 Universitas Mercu Buana 26

22 Tabel 2. 3 Faktor bentuk gigi. Jumlah gigi Y Jumlah gigi Y Z Z 10 0, , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , ,333 Batang gigi 0, Kecepatan keliling v ( m / s ), dan gaya tangensial f t ( N ) π x v = 60 d 0 1 x n x 1000 ( 2.9 ) f t 102 = v P ( 2.10 ) Dimana : n = kecepatan putaran ( rpm ) P = daya yang ditransimiskan ( k W ) 9. Menentukan faktor dinamis fv fv = 3 ( 2.11 ) 3 x v Universitas Mercu Buana 27

23 Dimana : v = kecepatan keliling ( m / s ) Tabel 2. 4 Faktor dinamis fv Kecepatan rendah v = 0,5 10 m / s Kecepatan sedang v = 5 20 m / s Kecepatan v = m / s ƒ v = v ƒ v = v ƒ v = 5,5 5,5 + v (Sumber : Sularso, perencanaan dan pemilihan bahan) 10. Beban lentur yang diijinkan persatuan lebar F ' b1, F' b2 ( N / mm ) F' b = σ a x m x Y x fv ( 2.12 ) Dimana : σ a = tegangan lentur yang diijinkan ( N / mm 2 ) Y = faktor bentuk gigi Tabel 2. 5 Tegangan lentur yang diijinkan, σ a pada bahan roda gigi Kekuatan Kekerasan Tegangan Kelompok Lambang tarik ( Brinell ) lentur yang bahan bahan B ( N / mm 2 ) H B diizinkan a (N / mm 2 ) FC FC Besi cor FC Universitas Mercu Buana 28

24 FC SC Baja cor SC SC S 25 C Baja karbon untuk S 35 C konstruksi mesin S 45 C ( Di celup S 15 CK 50 dingin dalam 30 minyak ) Baja paduan dengan pengerasan kulit SNC ( Di celup SNC dingin dalam air ) SNC Baja khrom nikel SNC SNC Perunggu Logam delta Perunggu fosfor ( coran ) Perunggu nikel ( coran ) Damar phenol, dll 3-5 (Sumber : Sularso, perencanaan dan pemilihan bahan) 11. Beban permukaan yang diijinkan persatuan lebar F' H ( N / mm ) Universitas Mercu Buana 29

25 F = ' H fv x kh x d o1 2 x Z Z + Z ( 2.13 ) Dimana : kh = faktor tegangan kontak ( N / mm 2 ) Tabel 2.6 Faktor tegangan kontak pada bahan roda gigi Bahan roda gigi ( Kekerasan H B ) Bahan roda gigi ( Kekerasan H B ) k H k H Pinyon Roda gigi besar ( kg / mm 2 ) Pinyon Roda gigi besar ( kg / mm 2 ) Baja ( 150 ) Baja ( 150 ) 0,027 Baja ( 400 ) Baja ( 400 ) 0,311 - ( 200 ) - ( 150 ) 0,039 - ( 500 ) - ( 400 ) 0,329 - ( 250 ) - ( 150 ) 0,053 - ( 600 ) - ( 400 ) 0,348 - ( 200 ) - ( 200 ) 0,053 - ( 500 ) - ( 500 ) 0,389 - ( 250 ) - ( 200 ) 0,069 - ( 600 ) - ( 600 ) 0,569 - ( 300 ) - ( 200 ) 0,086 - ( 150 ) Besi cor 0,039 - ( 250 ) - ( 250 ) 0,107 - ( 200 ) - 0,079 - ( 300 ) - ( 250 ) 0,130 - ( 250 ) - 0,130 - ( 350 ) - ( 250 ) 0,130 - ( 300 ) - 0,139 - ( 300 ) - ( 300 ) 0,130 - ( 150 ) Perunggu Fosfor 0,041 - ( 350 ) - ( 300 ) 0,154 - ( 200 ) - 0,082 - ( 400 ) - ( 300 ) 0,168 - ( 250 ) - 0,135 - ( 350 ) - ( 350 ) 0,182 Besi cor Besi cor 0,188 - ( 400 ) - ( 350 ) 0,210 Besi cor nikel Besi cor nikel 0,186 - ( 500 ) - ( 350 ) 0,226 Besi cor nikel Besi cor nikel 0,155 Sudut tekanan = 20 0 ( Sumber : Sularso, perencanaan dan pemilihan bahan) 12. Menentukan lebar sisi, b ( mm ) b = F t / F' H ( 2.14 ) Universitas Mercu Buana 30

26 Dimana : Ft = gaya tangensial ( N ) F' H = beban permukaan yang diijinkan persatuan lebar (N / mm ) 2.3 Poros Poros merupakan salah satu bagian terpenting dari setiap mesin, untuk tenaga bersama dengan putaran. Poros-poros yang dipakai untuk mesin umumnya dari baja batang yang ditarik dingin dan difinis, baja karbon kontruksi mesin (disebut bahan S-C). Dalam perancangan poros ini maka langkah-langkah yang harus ditentukan adalah sebagai berikut : 1. Menentukan daya rencana Pd (kw) P d = f c P (Kw) (2.15) Dimana : fc = Faktor koreksi P = Daya yang ditransmisikan (kw) Jika momen puntir (disebut juga momen rencana) T (N.mm) maka : P d = ( T / 1000 ) ( 2πn / 60 ) (2.16) sehingga : T = 9,74 x 5 10 P n d 1 (2.17) 2. Menentukan tegangan geser (N/mm²) = T 5,1 T = (2.18) 3 3 ( nd s /16 d s Universitas Mercu Buana 31

27 3. Menentukan tegangan geser yang diizinkan a (N/mm²) a = σ B Sf1 x Sf 2 (2.19) Dimana : B = Kekuatan tarik (N/mm²) Sf = Faktor keamanan 4. Menentukan diameter poros d s (mm) d s 1/ 3 5,1 x K t x Cb x T = ( mm) (2.20) τ a Dimana : a = Tegangan geser yang diizinkan (N/mm²) K t = Faktor koreksi untuk momen puntir Cb = Faktor lenturan Universitas Mercu Buana 32