BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang 1.2 Tujuan

Transkripsi

1 BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Pada zaman sekarang ini teknologi berkembang dengan sangat pesat salah satunya ditemukan bebagai peralatan mesin yang baru. Seperti pada industry otomotif yang juga terus berpacu untuk menciptakan sesuatu yang baru. Mobil yang sudah banyak digunakan dan menjadi transportasi sehari-hari yang penting bagi sejumlah orang. Komponen-komponen dalam mobil sangatlah penting agar mobil dapat berfungsi dengan baik. Dengan adanya perkembangan teknologi tersebut, mahasiswa S1 dalam jurusan teknik mesin Universitas Riau diwajibkan untuk merancang ulang komponen roda gigi dan kopling yang merupakan bagian penting dalam suatu mobil. Dalam hal ini penulis mencoba merancang ulang roda gigi dan kopling plat gesek tunggal mobil Kijang Innova. Mobil ini banyak dipakai masyarakat, sehingga untuk mengukur roda gigi dan kopling menjadi lebih mudah. 1.2 Tujuan Karena suatu perencanaan elemen mesin haruslah benar-benar akurat atau teliti, maka khusus dalam perencanaan roda gigi dan kopling ini terdapat beberapa tujuan yang hendak dicapai agar memiliki efisiensi yang tinggi, antara lain: a. Untuk merancang ulang roda gigi dan kopling b. Untuk mengukur beban yang dapat diterima oleh komponen kopling dan roda gigi tersebut c. Agar mahasiswa memahami fungsi dari roda gigi dan kopling. d. Agar mahasiswa mengetahui jenis-jenis kopling dan roda gigi yang ada.

2 1.3 Manfaat Adapun beberapa manfaat yang didapatkan setelah merancang ulang komponen roda gigi dan kopling, yaitu : a. Dapat merancang ulang roda gigi dan kopling b. Dapat mengukur beban maksimal yang dapat diterima oleh komponen roda gigi dan kopling c. Mahasiswa memahami fungsi dari roda gigi dan kopling d. Mahasiswa mengetahui jenis-jenis kopling yang ada 1.4 Batasan Masalah Dalam perancangan ulang ini, penulis merancang kopling plat gesek tungal untuk Kijang Innova. Dimana dalam rancangan elemen ini penulis menggunakan rumus yang didapat dari buku panduan untuk menghitung diameter poros, plat gesek, naft, pegas, dan perancangan paku keeling. 1.5 Sistematika Penulisan Adapun sistematika penulisan dalam laporan ini adalah sebagai berikut : Bab I Pendahuluan Pada bab ini berisikan tentang latar belakang, tujuan, manfaat, batasam masalah dan sistematika penulisan. Bab II Tinjauan Pustaka Pada bab ini membahas tentang pengertian kopling, jenis-jenis kopling, cara kerja kopling, dan bagian-bagian kopling beserta rumus-rumus yang dipakai pada perancangan kopling dalam bab III. Bab III Rancangan Pada bab ini berisikan tentang perancangan komponen roda gigi dan kopling. Bab IV Kesimpulan dan Saran

3 Pada bab ini berisikan tentang kesimpulan dan saran dari perencangan elemen mesin.

4 BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Kopling Pengertian Kopling Kopling adalah salah satu bagian yang mutlak diperlukan pada mobil dan alat alat berat. Dimana kopling adalah suatu alat bantu elemen mesin yang berfungsi sebagai alat untuk menghubungkan dan melepaskan putaran atau daya dari mesin ke roda belakang secara perlahan-lahan atau sebagai penerus putaran dan daya dari poros penggerak ke poros yang digerakkan sehingga poros yang digerakkan berputar atau berhenti sama sekali. Apabila kopling sebuah kendaraan dilepaskan secara tiba-tiba diwaktu mesin hidup dan setelah memasukkan gigi maka kendaraan akan melompat atau mengakibatkan mesin akan mati. Maka fungsi dari kopling dapat kita diartikan sebagai berikut : Memberikan dukungan dari poros suatu unit yang terpisah sebagai motor dan generator. Mendapatkan keluesan poros atau mengatur kelenturan mesin. Melindungi poros dari beban yang berlebihan. Mengatur kecepatan dan percepatan Kopling Gesek Secara umum kopling gesek dipakai pada suatu sistem dimana sistem penggerak dan sistem yang digerakkan harus dihubungkan dan atau dilepas ketika sistem tersebut sedang bekerja. Peralatan ini terdiri dari dua bagian utama, yaitu dua buah plat/bidang gesek yang masing-masing dihubungkan dengan poros input dan poros output. Poros input berhubungan dengan sistem penggerak sedang poros output dengan sistem yang digerakkan.

5 Gambar 2.1 Komponen Utama Kopling Plat Gesek Tunggal Pemindahan daya tidak terjadi menakala kedua bidang gesek tidak teropel. Ketika kedua plat gesek belum terkopel sepenuhnya maka akan terjadi gaya gesek tangensial aksi dan reaksi yang sama besar pada kedua permukaan plat serta menimbulkan torsi putar pada kedua poros. Dalam kondisi demikian putaran poros input tidak sama dengan putaran poros output karena daya poros belum dapat sepenuhnya dipindahkan oleh kopling. Besarnya gaya gesek yang terjadi meningkat dengan makin besarnya gaya normal pada permukaan plat. Ketika torsi yang terjadi karena meningkatnya gaya gesek sama dengan torsi beban maka kedua poros akan berputar dengan kecepatan yang sama sehingga kedua plat tidak lagi saling bergesekan. Kopling untuk kendaraan bermotor pada umumnya direncanakan dengan kondisi normal yang terkopel dan menggunakan pegas untuk menghasilkan gaya normal yang dibutuhkan. Oleh karena operasional pemakaian kopling di kendaraan berlawanan dengan penjelasan di atas. Untuk melepas kopling justru diperlukan gaya untuk melawan gaya pegas tersebut dan sebaliknya tidak diperlukan gaya luar untuk menekan plat kopling. Seperti telah dijelaskan di atas, kopling gesek banyak digunakan pada kendaraan ringan. Pada kendaraan roda empat menggunakan jenis kering

6 dengan plat tunggal. Sedangkan pada sepeda motor, menggunakan jenis basah dengan plat ganda. Perbedaan kopling basah dan kering, karena plat kopling tidak kena minyak pelumas untuk jenis kering, dan plat kopling bekerja dalam minyak pelumas untuk jenis basah. Komponen utama dari kopling gesek ini adalah sebagai berikut : 1. Driven plate (juga dikenal sebagai piringan kopling, pelat kopling atau friction disc/piringan gesek, atau kanvas kopling). Plat kopling bagian tengahnya berhubungan slip dengan poros transmisi. Sementara ujung luarnya dilapisi kampas kopling yang pemasangannya di keling. Lapisan plat kopling disebut dengan kanvas kopling terbuat dari paduan bahan asbes dan logam. Paduan ini dibuat dengan tujuan agar plat kopling dapat memenuhi persyaratan, yaitu : Tahan terhadap panas. Panas dalam hal ini terjadi karena terjadi gesekan yang memang direncanakan saat kopling akan dihubungkan. Dapat menyerap panas dan membersihkan diri. Gesekan akan menyebabkan panas dan kotoran debu bahan yang aus. Kanvas kopling dilengkapi dengan alur yang berfungsi untuk ventilasi dan menampung dan membuang debu yang terjadi. Tahan terhadap gesekan. Kanvas kopling direncana-kan untuk bergesekan, maka perlu dibuat tahan terhadap keausan akibat gesekan. Dapat mencengkeram dengan baik. Plat kopling dilengkapi dengan alat penahan kejutan baik dalam bentuk pegas ataupun karet. Alat ini dipasang secara radial, hingga disebut dengan pegas radial 2. Pressure Plate / Plat Penekan dan Rumahnya. Unit ini yang berfungsi untuk menekan/menjepit kampas kopling hingga terjadi perpindahan tenaga dari mesin ke poros transmisi. Untuk kemampuan menjepitnya, plat tekan didukung oleh pegas kopling. Pegas kopling paling tidak ada dua macam,

7 yaitu dalam bentuk pegas coil dan diafragma atau orang umum menyebutnya sebagai matahari. 3. Clutch release atau throwout bearing, unit ini berfungsi untuk memberikan tekanan yang bersamaan pada pressure plate Lever dan menghindarkan terjadinya gesekan antara pengungkit dengan pressure plate Lever untuk pegas coil. Sedangkan yang pakai pegas difragma langsung keujung pegas. 4. Throwout lever/clutch Fork/plate Lever berfungsi untuk menyalurkan tenaga pembebas kopling. Konstruksi di atas berarti plat tekan bersama rumahnya dipasang menggunakan baut pada fly wheel. Sementara plat kopling dipasang diantara fly wheel dengan pelat tekan, dan bagian tengahnya dihubungkan dengan poros transmisi dengan sistem sliding. Dengan demikian Prinsip dasar bekerjanya kopling gesek dengan plat tunggal yang banyak digunakan pada kendaraan roda empat ini 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 yang bekerja sendiri-sendiri atau berupa gabungan satu dengan lainnya. (Josep Edward Shigley, 1983) Poros dalam sebuah mesin berfungsi untuk meneruskan tenaga melalui putaran mesin. Setiap elemen mesin yang berputar, seperti cakra tali, puli sabuk mesin, piringan kabel, tromol kabel, roda jalan, dan roda gigi, dipasang berputar terhadap poros dukung yang tetap atau dipasang tetap pada poros dukung yang berputar. Untuk merencanakan sebuah poros, perlu diperhitungkan gaya yang bekerja pada poros di atas antara lain: gaya dalam akibat beratnya (W) yang selalu berpusat pada titik gravitasinya. Gaya (F) merupakan gaya luar arahnya dapat

8 sejajar dengan permukaan benda ataupun membentuk sudut α dengan permukanan benda. Gaya F dapat menimbulkan tegangan pada poros, karena tegangan dapat rimbul pada benda yang mengalami gaya-gaya. Gaya yang timbul pada benda dapat berasal dari gaya dalam akibat berat benda sendiri atau gaya luar yang mengenai benda tersebut. Baik gaya dalam maupun gaya luar akan menimbulkan berbagai macam tegangan pada kontruksi tersebut. Pada dasarnya poros transmisi dapat mengalami beban puntir atau beban lentur dan juga gabungan keduanya. Melihat pada konstruksinya maka tegangan lentur yang terjadi sangat kecil sehingga dapat diabaikan, dengan demikian dapat dipastikan bahwa poros hanya mendapat beban puntir saja. Selanjutnya untuk mendapatkan diameter poros yang sesuai maka perlu dipilih beberapa faktor koreksi dan faktor keamanan sebagai berikut : Faktor koreksi daya (fc). Faktor koreksi momen puntir (kt). Faktor ini dinyatakan dengan kt, dipilih sebesar 1,0 jika beban yang dikenakan secara halus, 1,0-1,5 jika terjadi sedikit kejutan atau tumbukan, dan 1,5 3,0 jika beban dikenakan dengan kejutan atau tumbukan besar. Faktor koreksi lenturan (cb). Jika memang diperkirakan akan terjadi pemakaian dengan beban lentur maka dapat dipertimbangkan pemakaian faktor cb yang harganya antara 1,2 sampai 2,3.(Jika diperkirakan tidak akan terjadi pembebanan lentur maka cb diambil = 1,0)

9 Faktor keamanan tegangan geser (sf) Untuk bahan S-C dengan pengaruh masa dan baja paduan, maka sf1 =6,0. Untuk poros yang menggunakan pasak atau spline terdapat kosentrasi tegangan cukup besar dan juga terdapat gesekan, maka faktor ini dinyatakan sebagai sf2 dengan nilai 1,3-3,0. Persamaan-persamaan yang digunakan dalam perancangan mengenai poros adalah sebagai berikut : Menentukan daya rencana (pd) digunakan rumus : pd = P. fc (Kw) Dimana pd = daya rencana. fc = Faktor koreksi. P = daya motor. Menentukan momen puntir rencana (T) : T = 9, pd/n Dimana T = momen puntir. pd = daya rencana. n = putaran. Koreksi perencanaan poros terhadap tegangan : Tegangan geser yang terjadi. 5,1 T g = ds Tegangan puntir yang terjadi. T p = WP Dimana ds = diameter poros. kt = Faktor koreksi puntiran (1,5 3,0 )

10 cb = Faktor koreksi lenturan ( 1,2 2,3 ) g = Tegangan geser maksimum (kg/mm 2 ) WP adalah Momen perlawanan 16ds Poros dengan momen puntir W = F r α = Mw α Spline dan Naft a. Spline Sama dengan poros, maka spline juga mempunyai fungsi untuk meneruskan daya dan putaran. Diameter spline lebih besar dari diameter poros. Lebar gigi spline ( L ).ds L = Diameter Maximal ( D ) D = ds 0, Tinggi spline ( h ) h = D ds Jari-jari rata-rata spline rs = ds D Gaya yang bekerja pada spline ( Ft )

11 T Ft = rs Dimana T = Torsi ( Momen rencana ) Lebar spline ( b ) b = Ft g. L Dimana g = t Sf 1.Sf 2 Jumlah spline atau jumlah pasak ( Z ) Z = 2.rs b Gaya yang bekerja pasa setiap spline ( Fts ). Fts = Z Ft b. Naft Jumlah naft sama dengan jumlah spline ( Zi ) buah dengan menganggap jari-jari pada neft sama dengan spline. Panjang naft dapar diperoleh dari pers. berikut : Ln = 1,4 ds Dimana Ds = diameter spline. Gaya yang bekerja pada naft. Fn = Fts b. Ln

12 Dimana Fts = Gaya yang bekerja pada setiap spline. b = Lebar naft Plat Gesek Permukaan plat gesek yang bersinggungan biasanya besi cor dan asbes yang tahan terhadap panas pada waktu dia bergesekan. Pada plat gesek diameter luar (D1) dan diameter dalam (D2). Perbandingan antara keduanya D1 : D2 biasanya besar dari 0,5 karena bidang gesek yang terlalu dekat dengan sumbu poros yang mempunyai pengaruh yang kecil terhadap permindahan momen pada bidang gesek (p). Tekanan rata-rata bidang gesek (p) Koefisien plat kering (k) Perbandingan diameter plat gesek (D1/D2) Gambar Koplig Plat (Gesek)

13 Dari data-data yang ada dapat ditentukan : Gaya tekanan bidang gesek (F) F = ( D 2 D1). p Jari-jari rata-rata plat gesek (r m) r m = D 1 D Momen gesek pada pemukaan plat gesek ( Mg ) sama dengan momen puntir (T). T =. F. r m Lebar permukaan plat gesek ( b ) b = 2 D 2 D Luas permukaan gesek ( A ) A = 2. r m. b Untuk umur plat gesek artinya adalah lamanya plat gesek dipakai mulai dari waktu pemasangan sampai dengan mencapai keausan yang diizinkan. Biasanya umur plat gesek yang baik berkisar 3000 sampai 5000 jam untuk jenis pemakaian sedang. Faktor umur ini ditemukan oleh volume keausan dari plat gesek di bagi dengan keausan spesifik dan daya gesek dari plat. Hubungan ini memakai persamaan : L 3 Nml = ExW

14 Dimana Nml = Umur plat dari jumlah hubungan (hb) L 3 = Volume keausan plat gesek yang diizinkan ( cm 3 ) E = Kerja penghubung untuk satu kali hubungan (kgm/hb) W = Laju keausan bidang gesek (cm 3. kg m ) Volume keausan berarti volume dari plat gesek yang diizinkan aus mulai dari dipasang sampai dengan datarnya sama dengan kelingan (paku keling), bila hal ini diteruskan akan merusak kelingan Paku Keling Paku keling adalah sebuah komponen elemen mesin yang juga berfungsi untuk menyambung atau mengikat dua buah atau lebih komponen elemen mesin lainnya. Sambungan keling digunakan secara luas dalam struktur boiler, kapal, jembatan, bangunan, tangki, kapal, pesawat uadara, dll. Dalam perancangan sambungan keling, diameter keling yang dijadikan parameter design, walaupun setelah dipasang diameter rivet akan ekpansi memenuhi ukuran lubang. Beberapa kelebihan sambungan keling antara lain adalah : Tidak akan longgar karena adanya getaran atau beban kejut Relatif murah dan pemasangan yang cepat Ringan Dapat diasembling dari sisi blind Lebih tahan korosi dibandingkan sambungan baut Kekuatan fatigue lebih baik dari sambungan las Sedangkan kelemahan sambungan keling adalah tidak dapat dilepas, dan pencekaman tidak sekencang sambungan baut. Jarak minimum antar keling biasanya adalah sekitar tiga kali diameter (kecuali pada strukutr boiler), sedangkan jarak maksimum adalah 16 kali tebal pelat. Jarak antar keling yang terlalu jauh akan mengakibatkan terjadi plate buckling. Untuk menjamin

15 keselamatan, prosedur perancangan konstruksi yang menggunakan sambungan paku keling haruslah mengikuti persayaratan yang ditetapkan oleh Code yang telah disusun oleh AISC dan ASME. Paku keling dapat dibuat dari bahan yang bersifat ulet seperti baja karbon, aluminium, dan brass. Untuk mengurangi efek lingkungan, paku keling sering di coating, plating, atau di cat. Konfigurasi paku keling yang banyak digunakan ada dua jenis yaitu (1) jenis tubular dan (2) jenis blind seperti ditunjukkan pada gamba dibawah Sedangkan gambar selanjutnya menunjukkan metoda pemasangan beberapa jenis paku keling. Gambar Tipe dasar paku keling jenis tubular (a) semi tubular, (b) self piercing, (c) compression Pada kopling terdapat tiga macam ukuran paku keling dengan posisi letak yang berbeda, adapun ukuran untuk masing-masing paku keling. Gaya yang bekerja pada paku keling ( F ) T F = R Dimana T = Torsi. R = Jarak dari sumbu. Gaya yang bekerja pada setiap paku ( Fs ).

16 Fs = n F Dimana n = jumlah paku keling Tegangan tarik izin (t ). F = gaya yang bekerja semua paku t = Sf t = tegangan tarik Sf =faktor keamanan (80-90)% Tegangan geser izin ( g ). g = 0,8. t Diameter paku keling ( d ). d paku keling = F.4. g Diameter lubang kelingan ( D ). D lubang keling = d + 0,2 mm Pegas a) Pegas Kejut Pegas kejut berfungsi sebagai pelunak tumbukan atau kejutan. Sifat pegas yang terpenting adalah menerima kerja kawat perubahan bentuk elastis dan ketika mengendorkan kembali kerja tersebut. Gaya yang bekerja pada pegas kejut adalah gaya keling ( F ). F = MP r

17 Gaya untuk satu pegas ( Fa ). Fa = Z F Dimana MP = Torsi. Z = Jumlah pegas kejut. Diameter kawat pegas ( d ). Diameter kawat pegas ditentukan menggunakan tabel berikut : Diameter kawat pegas ( d ). D = C. d kawat pegas Lendutan yang terjadi ( ). = 3 8. n. d. Fa 4 d. G

18 Dimana = Defleksi pegas. n = jumlah lilitan yang aktif. G = Modulus geser. Panjang pegas sebelum dibebani ( Lo ) Lo = nd + max. + (n-1). 0, Kisar ( K ) K = Lo N 1 Panjang pegas dalam keadaan dibebani ( Li ). Li = Lo Tegangan geser pegas ( g ) F g = d 4 Tegangan puntir pegas ( p ) 8F. d p = 3 d Tegangan total ( tot. ) tot = g + p b) Pegas Diafragma Pegas diafragma berfungsi sebagai penekanan plat gesek melalui permukaan plat tekan. Bila pegas diafragma ditekan, atau diberi gaya tekan melalui pedal koplin, maka pada saat bersamaan pegas diafragma ini akan melepaskan hubungan plat gesek dengan fly wheel, sehingga tidak terjadi penerusan daya dan putaran ke transmisi.

19 Gaya yang bekerja ( Fi ). a. b. h Fi = 6. L Dimana a = Tegangan dinamis pegas yang diizinkan. a = 0,75 o. b = Lebar lengan penampang melintang h = Tebal pegas L = Panjang pegas o = 200 N/mm besarnya kemampuan pegas keseluruhan ( F ). F = F 1. Z Pemin dalam pegas ( f ). 4. q1xf. L f = 2 E. b. h Kemiringan q2.6. FL g = 3 Ebh Bantalan Pada kopling ini terdapat dua buah bantalan yang ukuran dan fungsi yang berbeda, kedua bantalan tersebut adalah sebagai berikut : 1. Release Bering 2. Input Shaft Bering

20 Release bearing terletak antara pegas matahari dengan luas penekanan, gaya tekan yang terjadi sama dengan gaya yang diperlukan untuk membebaskan flat gesek antaranya dengan baja, untuk itu ditetapkan koefisien gesek. Gaya gesek yang terjadi ( Fq ) Fq =. fo Beban ekuivalen dinamis ( p ) p = Fr. Fa Fr = Gaya radial Fa = Gaya aksial Faktor kecepatan ( fn ) 33,3 Fn = h. 1 3 h Faktor umur ( fh ) Fh = Fn. p c Umur nominal bantalan ( Lh ) Lh = 500. fh

21 2.2 Roda Gigi Transmisi Pengertian Rodagigi digunakan untuk mentransmisikan daya besar dan putaran yang tepat. Rodagigi memiliki gigi di sekelilingnya, sehingga penerusan daya dilakukan oleh gigi-gigi kedua roda yang saling berkait. Rodagigi sering digunakan karena dapat meneruskan putaran dan daya yang lebih bervariasi dan lebih kompak daripada menggunakan alat transmisi yang lainnya, selain itu rodagigi juga memiliki beberapa kelebihan jika dibandingkan dengan alat transmisi lainnya, yaitu : Sistem transmisinya lebih ringkas, putaran lebih tinggi dan daya yang besar. Sistem yang kompak sehingga konstruksinya sederhana. Kemampuan menerima beban lebih tinggi. Efisiensi pemindahan dayanya tinggi karena faktor terjadinya slip sangat kecil. Kecepatan transmisi rodagigi dapat ditentukan sehingga dapat digunakan dengan pengukuran yang kecil dan daya yang besar. Rodagigi harus mempunyai perbandingan kecepatan sudut tetap antara dua poros. Di samping itu terdapat pula rodagigi yang perbandingan kecepatan sudutnya dapat bervariasi. Ada pula rodagigi dengan putaran yang terputusputus. Dalam teori, rodagigi pada umumnya dianggap sebagai benda kaku yang hampir tidak mengalami perubahan bentuk dalam jangka waktu lama Macam-macam Transmisi manual Berdasarkan cara pemindahan gigi maka transmisi manual dibedakan menjadi tiga :

22 1. Slidingmesh (Sliding gear) Transmisi tipe ini adalah jenis transmisi manual yang cara kerja dalam pemindahan gigi dengan cara menggeser langsung roda gigi input dan outputnya. Gambar 3.2 Transmisi sliding mesh Aliran tenaga transmisi roda gigi geser 2. Constantmesh Transmisi jenis ini adalah jenis transmisi manual yang cara kerjanya dalam pemindahan giginya memerlukan bantuan kopling geser agar terjadi perpindahan tenaga dari poros input keporos output. Transmisi jenis ini antara roda gigi input dan output nya selalu berkaitan, tetapi roda gigi output tidak satu poros dengan roda gigi input. Tenaga akan diteruskan keporos output melalui mekanisme kopling geser. Transmisi jenis ini memungkinkan untuk menggunakan roda gigi lebih dari satu. Pada mobil kijang inova yang kami rancang ulang ini menggunakan sistem transmisi constant mesh ini

23 Gambar 3.3 Transmisi constant mesh Aliran tenaga transmisi roda gigi tetap 3. Syncronmesh Transmisi jenis ini dapat menyamakan putaran antara roda gigi penggerak (input) dan roda gigi yang digerakkan (output). Kelebihan yang dimiliki transmisi ini yaitu : 1. Pemindahan gigi dapat langsung tanpa menunggu waktu yang lama. 2. Suara saat terjadi perpindahan gigi halus. 3. Memungkinkan menggunakan berbagai jenis roda gigi

24 Gambar 3.4 Transmisi syncronmesh Macam-Macam Roda Gigi A. Roda Gigi Lurus (Spur Gear) Roda gigi lurus harus dipakai untuk mentransmisikan daya dan gerak pada dua poros pararel. Dalam suatu rangkaian roda gigi berpasangan. PINION merupakan roda gigi penggerak dan GEAR merupakan roda gigi yang digerakkan.

25 Gambar 2.9 Roda gigi Lurus (spur gear) B. Roda Gigi Kerucut / Konis ( Bevel Gear ) Roda gigi ini dipakai untuk memindahkan daya dengan kedudukan poros yang tidak pararel dan saling berpotongan, baik yang membentuk sudut 900 maupun yang lebih, Bevel gear ini paling baik untuk jenis roda gigi konis, karena yang memuat gigi memang sudah berbentuk konis, dan tidak berbentuk silindris. Type-type Bevel Gear: a). Straight bevel gear ( untuk putaran rendah, paling sederhana ) b). Zerol bevel gear ( memiliki gigi melengkung dengan spiral nol ) c). Spiral bevel gear. d). Hypoid bevel gear.

26 Gambar 2.10 Roda gigi Kerucut C. Roda Gigi Miring ( Helical Gear ) Roda gigi miring dipakai untuk memindahkan daya yang kedudukan porosnya pararel maupun tidak pararel. Perbedaan secara umum dengan roda gigi lurus, pada roda gigi miring dipakai untuk putaran tinggi ( > 3600 rpm ) dan pemindahaan daya besar serta masalah kebisingan tidak menjadi masalah. Kerugian roda gigi ini adalah sudut HELIX yang menimbulkan beban frusit ( beban aksial terhadap poros ) sehingga harus memakai bantalan. Bearing bone yang dapat menahan beban tersebut sebaik beban radial.

27 Gambar 2.11 Roda gigi miring D. Roda Gigi Cacing ( Worm Gear ) Fungsi roda gigi ini adalah untuk menstransmisikan daya pada poros yang paling tegak lurus dan sebagai reduser dengan perbandingan kecepatan yang besar. Keuntungan dari Worm Gear adalah tidak timbulnya pukulan yang terjadi pada roda gigi yang lain. Gambar 2.12 Roda gigi cacing

28 2.2.4 Poros ( Shaft ) Poros adalah merupakan bagian / elemen dari mesin yang dalam penggunaannya dapat berfungsi sebagai poros yang meneruskan tenaga, poros penggerak kelep (cam-shaft) poros penghubung dan lainnya.poros dapat dibedakan menjadi: a. Poros Lurus Sebatang logam yang berpenampang lingkaran berfungsi memindahkan putaran atau mendukung beban. Beban yang didukung poros adalah puntir dan beban bending. Gambar 2.13 Poros lurus b. Poros Bintang Sebatang logan yang berpenampang lingkaran dan terdapat sirip yang mempunyai bintang, poros dihubungkan dengan roda gigi tanpa memakai pasak Pasak ( Key ) Pasak adalah beagian dari elemen mesin, disamping digunakan untuk menyambung, juga digunakan untuk menjaga hubungan putaran relatif antara poros dari mesin dengan perlatan mesin yang lain. Seperti roda gigi, pulley, sproket, cam, lever, flywheel, impeller, yang disambungkan dengan poros mesin tersebut.

29 Adapun macam-macam pasak: a. Pasak datar segi empat ( standart square key ) b. Pasak datar standart ( standart flat key ) c. Pasak tirus (tapered keys) d. Pasak bidang lingkaran ( Woodruff Keys ) Bantalan ( Bearing ) Bantalan dibuat untuk menerima beban radial, aksial, ataupun gabungan keduanya dan bantalan dapat dibedakan macamnya sebagai berikut: 1. Bantalan gelinding bola radial : a. Bantalan gelinding dengan bola radial. b. Bantalan gelinding dengan bola radial dengan kotak penyudut. c. Bantalan gelinding aksial. 2. Bantalan gelinding dengan rol. a. Bantalan rol silinder. b. Bantalan rol jarum. c. Bantalan rol tirus. d. Bantalan rol bentuk bola. Persamaan yang digunakan pada bantalan: I. Umur bantalan (L10) Dimana: L10 = umur bantalan ( jam )

30 C = beban dinamis ( lb ) P = beban equivalen ( lb ) b = konstanta tipe bantalan II. Beban equivalen (P) Dimana: Fc = konstanta beban. x = konstanta radial v = faktor putaran y = konstanta aksial Fr = beban radial Fa = beban aksial Gambar Macam-macam bantala

31 Dalam perencanaan ini saya menggunakan jenis roda gigi lurus karena ada beberapa pertimbangan yaitu : Dilihat dari poros, karena sejajar maka yang paling cocok dipergunakan adalah roda gigi lurus. Karena daya dan putaran relative rendah, maka lebih cocok bila menggunakan roda gigi lurus. Adapun rumus dasar yang berhubungan dengan perencanaan roda gigi antara lain sebagai berikut : a. Diameter Pitch Circle (P) Rumus dari buku deutschman hal 521 P = Nt/d (in)... ( 1 ) Dimana : P = Diameter d = Diameter roda gigi Nt = Jumlah gigi b. Perbandingan Kecepatan (rv) Rumus dari buku deutschman hal 525 Rv = w2 = Ntp = d1= n2... ( 2 ) w1 Ntg d2 n1 Dimana : n1,n2 = putaran roda gigi (rpm) Nt1,Nt2 = jumlah gigi (buah) d1,d2 = diameter roda gigi (inc) c. Jarak Poros (C) Rumus dari buku deutschman hal 528

32 C = (d1+d2)/2 (in)... ( 3 ) Dimana : C = jarak poros antara dua roda gigi d = diameter roda gigi d. Kecepatan Pitch Line / Garis Kontak (Vp) Rumus dari buku deutschman hal 563 Vp = (π.d.n)/12 (ft/mnt)... ( 4 ) Dimana : Vp = kecepatan putaran e. Torsi Yang Bekerja T = (63000.N daya)/n... ( 5 ) dimana : T = torsi yang bekerja N daya = daya motor n = putaran input f. Gaya-gaya pada Roda Gigi Gaya radial (Fr) Fr = Fn.Sinθ = Fn.Cosθ... ( 6 ) Gaya normal (Fn) Fn = Ft / Cos θ Gaya tangensial (Ft) Ft = 2T/D... ( 7 ) Gaya dinamis (Fd) Fd = (600+Vp) /600. Ft... ( 8 )

33 Untuk 0<Vp<2000 ft/menit Fd = (1200+Vp).Fp 1200 Untuk 2000<Vp<4000 ft/menit Fd = 78+Vp.Ft 78 Dimana : T = Torsi (lbm) n = Putaran (rpm) Ft = Gaya tangensial (lb) Fn = Gaya normal (lb) Fd = Gaya dinamis (lb) Fr = Gaya radial (lb) g. Lebar Gigi (b) Rumus dari buku deutschman hal 584 b = Fd /d1.q.k... ( 9 ) Q= 2.d2/ (d1+d2) Dimana : b = Lebar gigi (in) Fd = Gaya dinamis (in) d1 = diameter pinion d2 =diameter gear Q = Perbandingan roda gigi K = Faktor pembebanan

34 h. Evaluasi Kekuatan Gigi (Persamaan AGMA)... ( 10 )... ( 11 ) Dimana : Sat = Tegangan ijin Material Kl = Faktor umur Kt = Faktor temperature Kr = Faktor keamanan t = Tegangan bending pada kaki gigi Ko = Faktor koreksi beban lebih Km = Koreksi distribusi beban Kv = Faktor dinamis J = Faktor bentuk geometris