dengan demikian tegangan geser izin bahan adalah sebesar :
g
σ = 0,8 .
tr
σ = 0,8 . 8,12
= 6,5 kgmm
gc
τ
2
Dari perhitungan sebelumnya didapat tegangan geser yang terjadi =
3,42 kgmm
2
g
σ dan tegangan geser yang diizinkan
= 6,5 kgmm
2
1
. 73
, 1
α σ
σ =
p
. Terlihat bahwa tegangan geser izin bahan lebih besar dari tegangan geser yang terjadi.
Maka roda gigi aman terhadap tegangan geser yang terjadi.
4.4.4 Pemeriksaan Kekuatan Poros Cacing
Untuk menjaga gigi cacing dari kerusakan akibat beban yang berlebihan, maka dilakukan pemeriksaan kekuatan agar mampu menahan bahan dari momen
puntir maksimum.
Dimana :
p
σ = Tegangan puntir izin poros kgmm
2
α = Untuk baja besarnya adalah 1
Sedangkan tegangan puntir yang terjadi sebesar :
Z M
maks p
=
σ
Dimana : Z
= Momen puntir berlawanan
Universitas Sumatera Utara
=
3 1
16
r
d
π
=
3
75 ,
7 16
π = 91,39 mm
2
45 ,
32 39
, 91
24 ,
1714 73
, 1
mm kg
t t
p p
≥ ≥
≥
σ σ
σ σ
3
Maka agar poros aman terhadap tegangan puntir :
Dari perhitungan dipilih bahan poros dari bahan baja khrom nikel JIS G 3210 jenis SF 55 dengan kekuatan tarik
tb
σ = 40 kgmm
2
tr
σ . Karena roda gigi
cacing mengalami pembebanan dinamis 1 arah, maka dipilih faktor keamanannya v = 5.
Maka tegangan tarik izin bahan : =
v
tb
σ
=
5 40
= 8 kgmm
g
σ
2
Maka tegangan izin bahan adalah : = 0,8 .
tr
σ = 0,8 . 8 = 6,4 kgmm
g
σ
2
Tegangan geser yang terjadi sama dengan tegangan geser yang
terjadi pada gigi cacing, disini terlihat bahwa tegangan geser izin bahan lebih besar dari tegangan geser yang terjadi, maka roda gigi aman terhadap tegangan
geser.
Universitas Sumatera Utara
4.4.5 Analisa Gaya Roda Gigi Cacing
Gaya yang timbul pada roda gigi cacing W seperti yang terlihat pada gambar berikut :
Gambar 4.2 Analisa gaya pada roda gigi cacing Dimana :
W
x n
φ = W cos
. sin λ
W
y n
φ = W . sin
W
z n
φ = W cos
. cos λ
Dimana : W
x
= Gaya searah sumbu x = Gaya aksial pada poros roda gigi cacing
W
y
= Gaya searah sumbu y = Gaya radial pada poros cacing yang menyebabkan bengkok pada
poros gigi cacing W
z
= Gaya searah sumbu z = Gaya tangensial pada poros gigi cacing
Universitas Sumatera Utara
Dari kenyataan ada gesekan antara gigi cacing dan poros cacing, maka rumus-rumus diatas menjadi :
W
x n
φ = W cos
. sin λ + µ . cos λ
W
y n
φ = W. sin
W
z n
φ = W cos
. cos λ - µ . sin λ
Dimana : W
= Gaya normal
Untuk menghitung gaya-gaya diatas terlebih dahulu dicari gaya normal : W
= λ
µ λ
φ cos
sin .
cos +
n wt
W ...........Literatur 7, hal 224
Dimana : W
wt
Vw p
m
. 33000
= ..................Literatur 7, hal. 224
P
m
= Daya motor yang direncanakan = 2,2 kW = 2,95 HP V
w
12 n
d
p
π = Kecepatan garis puncak pada gigi cacing
= n
= Putaran rencana motor = 1500 rpm d
p
3 31
, 268
3
875 ,
875 ,
= a
= Diameter puncak =
= 44,45 mm = 1,75 in
Universitas Sumatera Utara
Maka : V
w
12 1500
. 75
, 1
.
π =
= 687,223 fpm Jadi :
W
wt
223 ,
687 95
, 2
. 33000
= = 141,657 lb
Sudut masuk cacing
n
φ
n
φ = tan
-1 1
φ tan
. cos λ ;
1
φ = 14,5
λ ......... Literatur 7, hal 224
Dimana : = tan
-1
p L
. π
Dimana, L jarak laju L = p
c
. Z
1
; p
c
π puncak aksial =
2 = 1,57 in Sehingga :
L = 1,57 . 1 = 1,57 in Maka:
λ = tan
-1
2 .
57 ,
1 π
= 14,03
n
φ Sehingga :
= tan
-1
tan 14,5 . cos 14,03 = 15,05
µ Untuk mendapatkan nilai
, terlebih dahulu diketahui kecepatan luncur V
s
Universitas Sumatera Utara
V
s
λ
cos Vw
=
= 03
, 14
cos 223
, 687
= 708,353 fpm
Gambar 4.3 Grafik hubungan koefisien gesek dan kecepatan luncur Dari grafik koefisien
µ dan kecepatan luncur V
s
µ diperolaeh harga
= 0,025 Sehingga gaya normal W menjadi :
W =
03 ,
14 cos
. 025
, 03
, 14
sin .
05 ,
15 cos
657 ,
141 +
= 548,274 lb = 248,6929 kg
Dengan didapatnya gaya normal selanjutnya didapat tiga komponen ortogonal yaitu W
x
, W
y
, W
z
yang msing-masing besarnya adalah : W
x n
φ = W cos
. sin λ + µ . cos λ
= 248,6929 [cos15,05 . sin 14,03 + 0,025 . cos14,03] = 64,25 kg
Universitas Sumatera Utara
W
y n
φ = W sin
= 248,6929 . sin 15,05 = 64,57 kg
W
z n
φ = W cos
. cos λ - µ . sin λ
= 248,6929 cos 15,05 . cos 14,03 – 0,025 . sin 14,03 = 231,49 kg
Jadi gaya-gaya yang terjadi pada roda gigi cacing adalah : Gaya aksial
W
x
= 64,25 kg Gaya radial
W
y
= 64,57 kg Gaya tangensial
W
z
= 231,49 kg
4.5 Perencanaan Poros Transmisi
