BAB IV PERENCANAAN SISTEM TRANSMISI
4.1 Perencanaan Roda Gigi
Pada mesin digester ini roda gigi yang digunakan adalah roda gigi cacing worm gear. Roda gigi cacing ini terdiri dari roda ulir dan roda gigi lurus.
Gambar 4.1 Roda gigi perantara
Keuntungan memakai roda gigi cacing antara lain : 1.
gerakannya antara roda ulir dan roda gigi cacing hampir bebas getaran 2.
perbandingan transmisi relatif tinggi sedangkan kerugian memakai roda gigi cacing adalah :
1. terjadi panas yang besar akibat gesekan
2. efisiensi rendah daya yang dikeluarkan rendah
4.1.1 Roda Gigi Cacing worm gear
Pada roda gigi cacing ini mempunyai perbandingan putaran :
Universitas Sumatera Utara
68 22
1500
2 1
n n
i
Dimana : Z
2
= Z
1
x i = 1 x 68
= 68 Direncanakan sudut tekan normal
n
= 20 , sudut kisar
γ = 25, sudut kelengkungan sisi gigi
Φ = 70 dan dalam perencanaan roda gigi harus diketahui
lebih dahulu besar modulnya. Pada roda gigi cacing modul terbagi dua yang modul normal M
n
dan modul aksial M
s
. Adapun modul-mudul tersebut adalah : Modul normal
M
n
= 0,86 .
. .
.
3 1
2
cm Z
C Cos
MW
x
……..
7
dimana :
MW
2
= Momen puntir dari roda gigi =
71620
2
n P
KgCm
= 71620
22 30
= 97663,63
KgCm = Angka pemasangan ± 8
C = Bahan poros cacing =
100 KgCm
2
7
“Bagian – bagian Mesin dan Merencana”. Umur Sukrisna. Erlangga. Hal. 120
Universitas Sumatera Utara
Z
n
= Jumlah gigi Maka :
M
n
=
3
68 .
100 .
8 25
. 63
, 97663
Cos
= 0.86
.
3
19 ,
1
= 1 cm = 10 mm Modul aksial :
M
s
=
Cos M
n
……..
8
M
s
= 25
10 Cos
= 11
mm Dalam perencanaan ini direncanakan jumlah gigi para roda gigi cacing Z
2
= 68. Maka diameter lingkaran bagi masing-masing roda gigi didapat dengan
persamaan : Untuk cacing diameter jarak baginya :
d
1
=
Sin M
Z
n
1
……..
9
= 25
10 .
1 Sin
= 23,66 mm
Untuk roda gigi cacing diameter jarak baginya : d
2
= Z
2
. M
n
……..
10
8-10
Sularso, Kiyokatsu Suga. “Dasar Perencanaan dan Pemilihan Elemen Mesin”. Hal. 277
Universitas Sumatera Utara
= 68.10
= 680
mm.
Untuk sumbu poros a cacing dan roda gigi cacing : a =
2
2 1
d d
……..
11
= 2
68 66
, 23
= 45,92
mm.
Tinggi kepala h
k
: h
k
= M
n
= 10 mm …….
12
Tinggi kaki h
f
: h
f
= 1,157 . M
n
……..
13
= 1,157
. 10
= 11,57
mm
Celah bebas C : C = 0,157 . M
n
……..
14
11-14
Sularso, Kiyokatsu Suga. “Dasar Perencanaan dan Pemilihan Elemen Mesin”. Hal. 277
Universitas Sumatera Utara
= 0,157
. 10
= 1,57
mm
Tinggi gigi H H = 2,157 . M
n
……..
15
= 2,157
. 10
= 21,57
mm
Sehingga didapat dimensi perencanaan adalah : -
Diameter luar cacing d
k1
: d
kl
= d
1
2 . h
k
……..
16
= 23,66
– 2
10 =
43,66 mm
- Diameter inti cacing d
rl
: d
rl
= d
1
2 . h
k
……..
17
= 23,66
– 2
11,57 =
0,52 mm
- Diameter tenggorok roda gigi cacing d
t
d
t
= d
2
+ . h
k
……..
18
15
Sularso, Kiyokatsu Suga. “Dasar Perencanaan dan Pemilihan Elemen Mesin”. Hal. 277
16-18
Sularso, Kiyokatsu Suga. “Dasar Perencanaan dan Pemilihan Elemen Mesin”. Hal. 277
Universitas Sumatera Utara
= 680
+ 2
10 =
700 mm
- Diameter roda gigi cacing b
b = 0,577 . d
kt
……..
19
= 0,577
. 43,66
= 25,19
mm
- Lebar sisi efektif roda gigi cacing b
c
: b
c
= d
kt
. Sin ……..
2
20
= 43,66
. Sin
2 70
= 25,04
mm
- Jari-jari kelengkungan puncak gigi roda roda cacing r
t
r
t
=
k
h d
2
1
……..
21
= 2
66 ,
23 - 10
= 1,83
mm -
Diameter luar roda gigi cacing d
k2
dk
t
= d
2
+
k
h d
1
1
c – Cos 2
……..
22
19-22
Sularso, Kiyokatsu Suga. “Dasar Perencanaan dan Pemilihan Elemen Mesin”. Hal. 277
Universitas Sumatera Utara
= 680 + 2
10
2 66
, 23
c – Cos 2
70 = 225,7 mm
4.1.2 Perhitungan Kekuatan
Gigi Pada gigi cacing ini terjadi tegangan lentur yang ditentukan dengan
persamaan :
ba
=
y M
b F
c c
ab
. .
........
23
Dari tabel diperoleh tegangan lentur yang diizinkan
ba
5,5 Kgmm
2
dan bahan cacing SF 40 dan bahan untuk roda gigi cacaing F
ac
= 20.
Gaya lentur yang diizinkan F
ab
: F
ab
=
ba
.b .M
n
.y ……..
c
24
Dimana :
ba
= Tegangan lentur yang diizinkan = 5,5 Kg mm
2
b
c
= Lebar efektif roda cacing = 25,04 mm M
n
= Modul normal = 10 mm y = Faktor bentuk roda gigi cacing – 0,125 diambil
maka : F
ab
= 5,5 . 25,04 . 10 . 0,125 =
172,15 Kg
23-24
Sularso, Kiyokatsu Suga. “Dasar Perencanaan dan Pemilihan Elemen Mesin”. Hal. 277
Universitas Sumatera Utara
Gaya permukaan gigi yang diizinkan F
ac
: F
ac
= K . d
2
. b
c
. Ky ……..
25
Dimana : K
c
= Faktor ketahanan terhadap keausan untuk besi cor =
0,035 Kg
mm
2
diambil K
y
= Faktor sudut kisar 10º
Maka : F
ac
= 0,035 . 680 . 25,04 Kg =
595,95 kg
Gaya tangensial pada roda gigi f
t
f
t
= V
P .
102 ……..
26
dimana : V =
1000 .
60 .
.
2
n d
= 1000
. 60
1500 .
680 .
= 53,40
maka : f
t
= 04
, 53
22 .
102
= 42
kg Dengan demikian, roda gigi dalam keadaan baik karena F
ac
f
t
25-26
Sularso, Kiyokatsu Suga. “Dasar Perencanaan dan Pemilihan Elemen Mesin”. Hal. 279
Universitas Sumatera Utara
4.1.3 Efisiensi Roda Gigi Efisiensi :
= CosY
Cos TanY
Cos
……..
27
dimana =
25 05
, 20
25 05
, 20
Cos Cos
Tan Cos
= 045
, 93
, 023
, 93
,
= 0,9302
= 93,02 diambil 93
4.2. Perencanaan Poros I
Kategori