BAB II LANDASAN TEORI Transmisi

BAB II

LANDASAN TEORI

2.1 PENGERTIAN TRANSMISI

Transmisi adalah suatu bagian dari sistem pemindah daya yang berfungsi untuk memindahkan tenaga mesin dengan perantaraan roda gigi ke roda-roda penggerak. Susunan roda gigi pada transmisi di buat bermacam-macam yang disesuaikan dengan kecepatan dan momen yang diperlukan oleh kendaraan. Besar kecilnya momen pada roda belakang tergantung dari putaran roda gigi yang ada di dalam transmisi. Oleh karena itu, kita memerlukan beberapa bentuk mekanisme perubah momen yang dijelaskan pada gambar 2.1. Dapat di lihat pada gambar yang berada di sebelah kanan, gigi yang besar berputar lebih lambat tetapi momen yang dihasilkan lebih besar.

Gambar 2.1 Mekanisme perubah momen saat mobil menanjak

(Sumber : Isuzu Training Center. Transmisi : 1)

Di sini momen yang besar tidak dibutuhkan saat kendaraan berkecepatan tinggi, pada saat mobil menempuh jalan rata, momen mesin cukup untuk

menggerakan mobil. Dapat di lihat pada gambar 2.2 momen mesin sama dengan momen roda belakang mobil.

Gambar 2.2 Mekanisme perubah momen saat mobil menempuh jalan rata

(Sumber : Isuzu Training Center. Transmisi : 1) Adapun tujuan transmisi sebagai berikut :

1. Merubah momen

2. Merubah kecepatan kendaraan

3. Memungkinkan kendaraaan bergerak mundur

4. Memungkinkan kendaraan diam saat mesin hidup (posisi netral)

2.2 JENIS TRANSMISI MANUAL

Transmisi manual terdiri dari beberapa jenis yaitu jenis slidingmesh, constantmesh dan synchromesh.

2.2.1 Slidingmesh type

Slidingmesh type merupakan dasar pertama kali ditemukannya transmisi, dengan kontruksi yang sangat sederhana. Jenis ini di lengkapi dengan gigi luncur (sliding gear) yang di pasang pada poros outputnya.

Dengan meluncurkan gigi-gigi ini agar berkaitan dengan gigi susun (counter gear) untuk memperoleh perbandingan gigi.

Pada tipe slidingmesh shift arm menggerakkan gigi-gigi percepatan yang terpasang pada spline main shaft untuk menghubungkan dan memutuskan hubungan antara gigi percepetan dengan counter shaft. Sekarang tipe ini digunakan untuk gigi mundur. Dapat dilihat pada gambar 2.3 transmisi yang digunakan 3 kecepatan maju dan 1 mundur dengan tipe slidingmesh

Gambar 2.3 Slidingmesh type

Keterangan :

1. Output shaft 8. Counter shaft

2. Low & reverse sliding gear 9. Low speed gear 3. Second sliding gear 10. Second gear

4. Clutch 11. Reverse gear

5. Input 12. Reverse idle gear

6. Clutch gear 13. Shift arm

7. Counter shaft drive gear

Ada beberapa kekurangan dan kerugian pada jenis slidingmesh, di antaranya :

 Konstruksi lebih besar

 Terdapat kesukaran perpindahan gear pada saat kendaraan sedang berjalan

 Suaranya kasar

2.2.2 Constansmesh type

Constantmesh type merupakan pengembangan dari jenis slidingmesh type, di mana bentuk gear tidak lagi terus melainkan helical (roda gigi miring). Walaupun demikian, saat perpindahan gear masih terjadi kesukaran. Dinamakan constansmesh type karena counter gear selalu berkaitan atau berhubungan dengan gear pada main shaft. Sedangkan gear pada main shaft di hubungkan dengan perantara bearing. Sehingga gear dan main shaft dapat berputar bebas.

Pada main shaft di pasang dog clutch yang berfungsi sebagai pemindah putaran dari main gear ke main shaft sebagai output. Karena masih terdapat kesukaran dalam perpindahan gear maka jenis ini tidak

dikembangkan lagi. Walaupun demikian jenis ini masih digunakan untuk percepatan mundur.

Gambar 2.4 Constantmesh type

(Sumber : Isuzu Training Center. Transmisi : 11)

2.2.3 Synchromesh type

Synchromesh mempunyai konstruksi seperti jenis constansmesh type. Pada jenis ini untuk memindahkan putaran dari main gear ke main shaft digunakan synchromesh, sehingga perpindahan putaran dapat dilakukan dengan mudah pada berbagai kecepatan. Ini mempunyai banyak keuntungan untuk memungkinkan pemindahan gigi dengan lembut dan cepat tanpa menimbulkan bahaya pada gigi-gigi. Adapun fungsi sederhana dari pada synchromesh adalah untuk memudahkan pengemudi menggerakkan tuas gigi.

Gambar 2.5 Synchromesh type

(Sumber : Isuzu Training Center. Transmisi : 11)

a. Konstruksi synchromesh

Gambar 2.6 Konstruksi synchromesh

(Sumber : Isuzu Training Center. Transmisi : 11) (Sumber : I Solihin dan Mulyadi. Bandung : Armico, 2000 : 77)

Keterangan :

2. Shifting key 5. Hub sleeve 3. Shifting key spring

b. Cara kerja synchromesh

Perseneling netral

Saat mesin berputar posisi netral, gigi percepatan juga berputar tetapi main shaft tidak berputar karena terdapat celah antara blocker ring dengan dog gear.

Tahap pertama

Hub sleeve mendorong bagian atas dari shifting key dan shifting key mendorong synchromesh sehingga synchromesh berhubungan dengan dog gear yang menyebabkan synchromesh ikut berputar.

Gambar 2.7 Cara kerja synchromesh tahap pertama

(Sumber : Isuzu Training Center. Transmisi : 12)

Hub sleeve mendorong dengan kuat chamfer dari synchromesh dan synchromesh menekan dog gear menyebabkan kecepatan putar dari gigi percepatan sama dengan kecepatan putar hub sleeve.

Gambar 2.8 Cara kerja synchromesh tahap kedua

(Sumber : Isuzu Training Center. Transmisi : 13)

Tahap ketiga

Hub sleeve terus bergerak ke kanan dan alur-alur pada hub sleeve berkaitan/ berhubungan dengan dog gear pada gigi percepatan.

Gambar 2.9 Cara kerja synchromesh tahap ketiga

(Sumber : Isuzu Training Center. Transmisi : 13)

2.3 KOMPONEN UTAMA TRANSMISI 2.3.1 Main Gear

Main gear terpasang pada main shaft dengan perantara bearing. Jumlah main gear tergantung dengan jumlah tingkat kecepatan yang ada pada transmisi. Fungsi main gear untuk membuat gear ratio bersama-sama dengan counter gear sesuai dengan tingkat kecepatan.

Gambar 2.10 Main gear

(Sumber : Manual Servis Mitsubishi) 2.3.2 Counter Gear

Terdiri dari beberapa gear yang disatukan, banyaknya gear tergantung dengan banyaknya tingkat kecepatan. Fungsi dari counter gear untuk memindahkan putaran dari input shaft (main drive gear), ke main gear sekaligus membuat gear ratio.

Gambar 2.11 Counter gear

(Sumber : Manual Servis Mitsubishi) 2.3.3 Reverse Idler Gear Shaft

Reverse idle terpasang pada reverse idle gear. Gear ini berfungsi untuk menghubungkan counter gear dengan main reverse gear sehingga main reverse gear berputar berlawanan dengan input shaft (main drive gear).

Gambar 2.12 Reverse idler gear shaft

(Sumber : Manual Servis Mitsubishi) 2.3.4 Input Shaft

Input shaft transmission disatukan dengan main drive gear yang berfungsi untuk memindahkan putaran dari clutch ke counter gear.

Gambar 2.13 Input shaft

(Sumber : Manual Servis Mitsubishi) 2.3.5 Main Shaft

Main shaft berfungsi sebagai output transmission sekaligus tempat pemasangan main gear dan hub set antara main shaft dengan input shaft transmission dapat berputar bebas, karena dihubungkan dengan perantara bearing.

Gambar 2.14 Main shaft

(Sumber : Manual Servis Mitsubishi) 2.3.6 Interlock System

Dalam pengopersian transmisi, setiap tingkat kecepatan hanya boleh terjadi satu gear yang masuk (satu sleeve hub yang berkaitan dengan

main gear), karena setiap main gear mempunyai gear ratio yang berbeda. Untuk maksud tersebut pada transmisi di pasang interlock system.

Cara kerjanya

Bila salah satu fork digerakkan maka interlock ball akan menekan interlock pin, selanjutnya interlock pin menekan interlock ball, sehingga fork shaft untuk hig speed dan fork shaft untuk slow speed tidak dapat bergerak.

Gambar 2.15 Interlock system

(Sumber : Manual Servis Mitsubishi) 2.3.7 Location Ball

Dalam pengoperasian transmisi gear yang sudah masuk (sleve hub yang sudah berkaitan dengan main gear) tidak dapat kembali ke posisi netral dengan sendirinya. Begitu pula gerakan dari fork juga harus di batasi sesuai dengan gerakan sleeve sehingga pengemudi dapat merasakan gear

yang sudah masuk atau belum. Untuk maksud tersebut digunakan location ball pada setiap fork shaft yang selalu di tekan oleh spring.

Cara kerjanya

Pada setiap fork shaft terdapat 2 atau 3 groove, pada groove tengah menunjukkan posisi netral. Bila fork shaft digerakkan maka location ball akan tertekan ke atas oleh shaft dan selanjutnya ball tersebut akan masuk pada groove lainnya.

Gambar 2.16 Location ball

(Sumber : Manual Servis Mitsubishi) 2.4 MEKANISME PEMINDAH GIGI

Perpindahan gigi dalam transmisi dapat dikendalikan dan di kontrol melalui mekanisme tuas gigi sehingga pengemudi dapat mengoperasikan kendaraan. Mekanisme pengontrol gigi ada dua jenis, yaitu jenis pengontrol remote dan jenis pengontrolan langsung.

2.4.1 Jenis Pengontrol Remote

Konstruksi pengontrol ini tuas pemindah terpisah dengan transmisi. Tuas pemindah berada di steering column (jenis column shift).

a. Jenis column shift

b. Jenis floor shift

Gambar 2.17 Bentuk dan susunan transmisi untuk mesin depan penggerak roda depan

(Sumber : I Solihin dan Mulyadi. Bandung : Armico, 2000 : 79) 2.5.2 Jenis Pengontrol Langsung

Konstruksi pengontrol ini tuas pemindah terletak langsung pada transmisi. Tipe ini mempunyai keuntungan :

1. Pemindahan gigi lebih cepat

2. Pemindahan lebih lembut dan mudah

Gambar 2.18 Jenis shift lever

(Sumber : I Solihin dan Mulyadi. Bandung : Armico, 2000 : 79)

2.5 PERBANDINGAN GIGI

Berikut adalah table kombinasi dasar untuk roda gigi A : Roda gigi penggerak (drive gear)

B : Roda gigi yang digerakkan (driven gear) C : Roda gigi pembalik arah putaran (idler gear)

Kombinasi roda gigi Kecepatan B

terhadap A Bekurang Sama Bertambah Sama

Momen B

terhadap A Bertambah Sama Bekurang Sama

Arah putaran Berlawanan Berlawanan Berlawanan Sama

Tabel 1 Perbandingan gigi

(Sumber : Isuzu Training Center. Transmisi : 2)

Menghitung perbandingan gigi (gear ratio)

Gear ratio = Banyaknya gigi yang diputarkan : banyaknya gigi yang memutarkan

(Sumber : Daryanto. Bandung : Yrama Widya, 2006 : 389)

Untuk mengetahui cara perhitungan mencari perbandingan gigi (gear ratio) pada masing-masing posisi gigi dalam keadaan maju di mana sistem transmisi ini terdapat 5 kecepatan maju. Dapat di lihat pada contoh di bawah ini :

Gambar 2.19 Posisi gigi 1 dan hubungan roda gigi

(Sumber : Isuzu Training Center. Transmisi : 7) Keterangan :

19 = Jumlah gigi pada input gear (drive gear)

29 = Jumlah gigi pada counter shaft (counter driven gear) 35 = Jumlah gigi pada counter shaft (low main gear) 13 = Jumlah gigi pada output shaft (counter low gear)

Gear ratio=Counter driven gear

Drive gear ×

Low main gear Counter low gear

(Sumber : I Solihin dan Mulyadi. Bandung : Armico, 2000 : 78)

Jadi, perhitungan selanjutnya kita dapat menggunakan rumus di atas tetapi dengan catatan jumlah gigi pada counter shaft (low main gear) dan jumlah gigi pada output shaft (counter low gear) akan berubah jumlahnya sesuai dengan posisi gigi masing-masing.

Gambar 2.20 Posisi gigi 2 dan hubungan roda gigi

(Sumber : Isuzu Training Center. Transmisi : 8)

Keterangan :

19 = Jumlah gigi pada input shaft (drive gear)

29 = Jumlah gigi pada counter shaft (counter driven gear) 29 = Jumlah gigi pada counter shaft (2nd main gear) 21 = Jumlah gigi pada output shaft (counter 2nd gear) Gear 3

Gambar 2.21 Posisi gigi 3 dan hubungan roda gigi

(Sumber : Isuzu Training Center. Transmisi : 8)

Keterangan :

19 = Jumlah gigi pada input shaft (drive gear)

29 = Jumlah gigi pada counter shaft (counter driven gear) 24 = Jumlah gigi pada counter shaft (3rd main gear) 26 = Jumlah gigi pada output shaft (counter 3rd gear)

Gear 4

Gambar 2.22 Posisi gigi 4 dan hubungan roda gigi

Keterangan :

19 = Jumlah gigi pada input shaft (drive gear)

29 = Jumlah gigi pada counter shaft (counter driven gear) 19 = Jumlah gigi pada input gear (drive gear)

29 = Jumlah gigi pada counter shaft (counter driven gear)

Gear 5

Gambar 2.23 Posisi gigi 5 dan hubungan roda gigi

Keterangan :

19 = Jumlah gigi pada input shaft (drive gear)

29 = Jumlah gigi pada counter shaft (counter driven gear) 17 = Jumlah gigi pada counter shaft (5th main gear) 31 = Jumlah gigi pada output shaft (counter 5th gear)

Mundur (reverse)

Gambar 2.24 Posisi gigi mundur dan hubungan roda gigi

Keterangan :

19 = Jumlah gigi pada input shaft (drive gear)

29 = Jumlah gigi pada counter shaft (counter driven gear) 34 = Jumlah gigi pada counter shaft ( reverse idler gear) 14 = Jumlah gigi pada output shaft (counter reverse gear) 17 = Jumlah gigi pada idler gear

Gear ratio=Counter driven gear

Drive gear ×

Idler gear

Counter reverse gear×

Reverse gear Idle gear

Maka di dapat :

Gear ratio=Counter driven gear

Drive gear ×

Reverseidler gear Counter reverse gear

(Sumber : I Solihin dan Mulyadi. Bandung : Armico, 2000 : 79)

Setelah kita lihat perhitungan di atas. Perhitungan gigi mundur (reverse) berbeda dengan perhitunga gigi maju. Dikarenakan adanya gigi tambahan sebagai gigi pembalik putaran atau yang sering disebut idler gear.

2.6 RUMUS PERHITUNGAN GIGI PADA TRANSMISI

Setelah menghitung semua perbandingan gigi yang ada di atas maka kita dapat menghitung putaran yang dikeluarkan yaitu dengan cara :

IG=n1

n2

Keterangan :

IG = Perbandingan gigi transmisi n1 = Putaran poros pada gigi input n2 = Putaran poros pada gigi output

Dimana IG = Gear ratio atau yang sering digunakan R (ratio). Maka rumusnya menjadi :

R=n1

n2 Keterangan :

R = Perbandingan gigi transmisi n1 = Putaran poros pada gigi input n2 = Putaran poros pada gigi output

2.7 TEGANGAN

Tegangan di definisikan terhadap gaya-gaya luar. Ini di ukur dalam bentuk gaya yang di timbulkan per satuan luas. Dalam praktek teknik, gaya umum diberikan dalam pound atau newton, dan luas yang menahan dalam inch per segi atau mm2_{. Akibatnya tegangan biasanya dinyatakan dalam pound per inch per} segi, yang sering disingkat menjadi psi atau newton per-milimeter per segi (N/mm2_{). Lalu tegangan yang dihasilkan kesuluruhan benda tergantungan dari} gaya yang berkerja. Dimana dapat disimpulkan bahwa rumus tegangan secara umum sebagai berikut:

σ=F

A

Keterangan :

σ = Tegangan (N/mm2₎ F = Gaya (N)

A = Luas penampang (mm2₎

(Sumber : Jac Stolk dan C Kros. Erlangga : Jakarta, 1994 : 12)

Tegangan izin menurun Euronorm untuk bahan St 37 = 215 N/mm2 _dan St 42 = 255 N/mm2 _.

(Sumber : B. J. M Beumer. Bhratara Karya Aksara : Jakarta, 1978 : 97)

Untuk memastikan aman atau tidaknya rangkaian alat simulasi maka tegangan izin harus lebih besar dari tegangan hasil perhitungan (σizin> σmaks).

Keterangan :

19 = Jumlah gigi pada input shaft (drive gear)

29 = Jumlah gigi pada counter shaft (counter driven gear) 24 = Jumlah gigi pada counter shaft (3rd main gear) 26 = Jumlah gigi pada output shaft (counter 3rd gear)

Gear 4

Gambar 2.22 Posisi gigi 4 dan hubungan roda gigi (Sumber : Isuzu Training Center. Transmisi : 9)

19 = Jumlah gigi pada input shaft (drive gear)

29 = Jumlah gigi pada counter shaft (counter driven gear) 19 = Jumlah gigi pada input gear (drive gear)

29 = Jumlah gigi pada counter shaft (counter driven gear)

Gear 5

Gambar 2.23 Posisi gigi 5 dan hubungan roda gigi (Sumber : Isuzu Training Center. Transmisi : 9)

17 = Jumlah gigi pada counter shaft (5th main gear) 31 = Jumlah gigi pada output shaft (counter 5th gear)

Mundur (reverse)

Gambar 2.24 Posisi gigi mundur dan hubungan roda gigi (Sumber : Isuzu Training Center. Transmisi : 10)

19 = Jumlah gigi pada input shaft (drive gear)

29 = Jumlah gigi pada counter shaft (counter driven gear) 34 = Jumlah gigi pada counter shaft ( reverse idler gear) 14 = Jumlah gigi pada output shaft (counter reverse gear) 17 = Jumlah gigi pada idler gear

Gear ratio=Counter driven gear

Drive gear ×

Idler gear

Counter reverse gear×

Reverse gear Idle gear Maka di dapat :

Gear ratio=Counter driven gear

Drive gear ×

Reverseidler gear Counter reverse gear

(Sumber : I Solihin dan Mulyadi. Bandung : Armico, 2000 : 79)

Setelah kita lihat perhitungan di atas. Perhitungan gigi mundur (reverse) berbeda dengan perhitunga gigi maju. Dikarenakan adanya gigi tambahan sebagai gigi pembalik putaran atau yang sering disebut idler gear.

2.6 RUMUS PERHITUNGAN GIGI PADA TRANSMISI

Setelah menghitung semua perbandingan gigi yang ada di atas maka kita dapat menghitung putaran yang dikeluarkan yaitu dengan cara :

IG=n1

n2

n2 = Putaran poros pada gigi output

Dimana IG = Gear ratio atau yang sering digunakan R (ratio). Maka rumusnya menjadi :

R=n1

n2 Keterangan :

R = Perbandingan gigi transmisi n1 = Putaran poros pada gigi input n2 = Putaran poros pada gigi output

2.7 TEGANGAN

Tegangan di definisikan terhadap gaya-gaya luar. Ini di ukur dalam bentuk gaya yang di timbulkan per satuan luas. Dalam praktek teknik, gaya umum diberikan dalam pound atau newton, dan luas yang menahan dalam inch per segi atau mm2_{. Akibatnya tegangan biasanya dinyatakan dalam pound per inch per} segi, yang sering disingkat menjadi psi atau newton per-milimeter per segi (N/mm2_{). Lalu tegangan yang dihasilkan kesuluruhan benda tergantungan dari} gaya yang berkerja. Dimana dapat disimpulkan bahwa rumus tegangan secara umum sebagai berikut:

Keterangan :

σ = Tegangan (N/mm2₎ F = Gaya (N)

A = Luas penampang (mm2₎

(Sumber : Jac Stolk dan C Kros. Erlangga : Jakarta, 1994 : 12)

Tegangan izin menurun Euronorm untuk bahan St 37 = 215 N/mm2 _dan St 42 = 255 N/mm2 _.

(Sumber : B. J. M Beumer. Bhratara Karya Aksara : Jakarta, 1978 : 97)

Untuk memastikan aman atau tidaknya rangkaian alat simulasi maka tegangan izin harus lebih besar dari tegangan hasil perhitungan (σizin> σmaks).