KATA PENGANTAR DAFTAR ISI PERANCANGAN EL
KATA PENGANTAR
Dengan memanjatkan puji syukur kehadirat Allah SWT atas rahmat-Nya
penyusun dapat menyelesaikan karya tulis ini.
Karya tulis ini sebagai salah satu syarat yang harus dipenuhi untuk mencapai
tingkat berikutnya Jurusan Teknik Mesin dalam bidang permesinan.
Dalam penulisan karya tulis ini, penyususn menyadari bahwa tidak luput dari
berbagai hambatan dan kekurangan, namun berkat bimbingan dan dorongan dari
berbagai pihak sehingga tersusunlah karya tulis ini dengan judul Perancangan
Roda Gigi Lurus.
Selama melaksanakan Perancangan Elemen Mesin ini penulis sangat banyak
menerima bantuan, baik moril maupun materil. Oleh karena itu pada kesempatan
ini penulis ingin mengucapkan terima kasih yang sedalam-dalamnya terhadap
Ayahanda dan Ibunda tercinta serta keluarga dan Sahabat, yang telah memberikan
doa dan dukungan kepada penulis selama ini. Pada kesempatan ini pula penulis
juga mengucapkan terima kasih kepada :
1. Bapak Zulfikar ST.,MT, Ketua Jurusan Teknik Mesin Universitas
Malikussaleh.
2. Bapak Reza Putra ST.,M.Eng, Seketaris Jurusan Teknik Mesin Universitas
Malikussaleh.
3. Bapak Asnawi ST.,MT, Ketua Laboraturium Jurusan Teknik Mesin
Universitas Malikussaleh.
4. Bapak Aljufri ST.,MT sebagai dosen Bimbingan Yang Telah Banyak
Memberi Masukan Kepada Penulis.
5.
Rekan-rekan sesama satu kelompok mata kuliah Perancangan Elemen
Mesin. Aji Bagus Prasetio, Baruna Tresna, dan Sandi agustiar.
i
6. Kawan-Kawan Teknik Mesin, yang telah banyak membantu penulis serta
memberi dukungan penuh terhadap pembuatan Tugas Perancangan
Elemen Mesin.
Penulis menyadari bahwa laporan ini masih banyak terdapat kekurangan dan
ketidak sempurnaan. Oleh sebab itu saran-saran dan kritikan yang bersifat
membangun selalu penulis harapkan guna perbaikan untuk kedepan, dengan
harapan laporan ini dapat bermanfaat bagi penulis sendiri dan rekan-rekan yang
membacanya.
Akhirnya kepada Allah SWT juga penulis menyerah diri, karena tiada
satupun yang dapat terjadi jika tidak ada kehendak-Nya. Semoga bantuan dan
kebaikan semua pihak menjadi catatan Allah SWT sebagai amal ibadah.
Amin Yaa Rabbal’alamin....!
Lhokseumawe, Desember 2015
Penulis
DAFTAR ISI
ii
KATA PENGANTAR............................................................................................i
DAFTAR ISI..........................................................................................................iii
DAFTAR GAMBAR..............................................................................................v
DAFTAR TABEL..................................................................................................vi
BAB I
PENDAHULUAN..................................................................................1
1.1 Latar Belakang...................................................................................................1
1.2 Tujuan................................................................................................................2
1.3 Manfaat..............................................................................................................2
1.4 Batasan Masalah.................................................................................................2
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA.......................................................................3
2.1 Dasar Teori.........................................................................................................3
2.2 Klasifikasi Roda Gigi.........................................................................................3
2.3 Nama-nama Bagian Roda Gigi..........................................................................6
2.4 Perencanaan Roda Gigi Lurus...........................................................................8
a. Diameter Pitch Circle (P).........................................................................8
b. Perbandingan Kecepatan (rv)...................................................................8
c. Jarak Poros (C).........................................................................................9
d. Kecepatan Pitch Line/Garis Kontak (Vp)................................................9
e. Torsi Yang Bekerja..................................................................................9
f. Gaya – gaya pada Roda Gigi..................................................................10
g. Lebar Gigi (b).........................................................................................11
h. Syarat Keamanan Roda Gigi..................................................................12
i. Evaluasi Kekuatan Gigi (persamaan AGMA).........................................12
j. Menemukan Gaya bending Pada Pinion dan Gear (Fb)..........................12
k. Menemukan Panjang Garis Kontak Gigi...............................................13
l. Menentukan Perbandingan Kontak (Kontak ratio).................................13
2.5 Gear Mesh Sintesis...........................................................................................14
a. Gigi Roda Gigi.......................................................................................14
iii
b. Mesh Roda Gigi.....................................................................................15
2.6 Nomenklatur Roda Gigi Lurus.......................................................................14
2.7 Bahan Poros....................................................................................................15
2.8 Pemodelan FEA, Pembebanan Dan Perhutungan Tegangan...........................20
2.9 Maksimalisasi Efisiensi....................................................................................21
2.10 Keseimbangan Tegangan Bengkok...............................................................22
2.11 Optimalisasi Profil Fillet................................................................................22
2.12 Roda Gigi Dengan Gigi Asymetris................................................................24
2.13 Tolling Dan Proses Desain Roda Gigi Langsung..........................................26
2.14 Tradisional Vs Roda gigi Desain Langsung...................................................27
BAB III
METODOLOGI PERANCANGAN.................................................29
BAB IV
PERHITUNGAN DAN PEMBAHASAN.......................................31
4.1 Perancangan Roda Gigi Lurus.........................................................................31
BAB V
KESIMPULAN...................................................................................36
5.1 Kesimpulan......................................................................................................36
5.2 Saran................................................................................................................37
DAFTAR PUSTAKA
iv
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1
Gambar 2.2
jenis-jenis roda gigi..........................................................................6
nama-nama bagian roda gigi............................................................7
Gambar 2.3
Gaya-Gaya pada Roda Gigi............................................................10
Gambar 2.4
Parameter gigi................................................................................14
Gambar 2.5
Parameter mesh..............................................................................15
Gambar 2.6
Mesh FEA......................................................................................17
Gambar 2.7
Isogram tegangan bending.............................................................17
Gambar 2.8
Kecepatan geser.............................................................................18
Gambar 2.9
Keseimbangan tegangan bengkok maksimum...............................19
Gambar 2.10 Optimalisasi profil fillet (1), profil involute (2),
profil inisial fillet (3), profil fillet optima.....................................20
Gambar 2.11
Roda gigi dengan optimalisasi profil fillet....................................21
Gambar 2.12
Roda gigi dengan gigi asymetris...................................................21
Gambar 2.13
Parameter gigi asymetris...............................................................22
Gambar 2.14
Mesh roda gigi asymetris..............................................................22
Gambar 2.15
Profil alat potong...........................................................................23
Gambar 2.16
Profil alat roda gigi mold..............................................................24
Gambar 3.1
diagram alir penelitian...................................................................26
Gambar 3.2
diagram alir perancangan roda gigi lurus......................................27
v
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1. Klasifikasi Roda Gigi............................................................................4
Tabel 2.2
Ilustrasi optimalisasi profil fillet dan menurunkan tegangan
bengkok maksimum untuk produk (AGMA 201.2) gear...................20
Tabel 2.3
Ilustrasi perbedaan prinsip dasar roda gigi desain tradisional vs
langsung..............................................................................................24
Tabel 2.4
Contoh perbandingan roda gigi desain tradisional vs langsung..........25
vi
Dengan memanjatkan puji syukur kehadirat Allah SWT atas rahmat-Nya
penyusun dapat menyelesaikan karya tulis ini.
Karya tulis ini sebagai salah satu syarat yang harus dipenuhi untuk mencapai
tingkat berikutnya Jurusan Teknik Mesin dalam bidang permesinan.
Dalam penulisan karya tulis ini, penyususn menyadari bahwa tidak luput dari
berbagai hambatan dan kekurangan, namun berkat bimbingan dan dorongan dari
berbagai pihak sehingga tersusunlah karya tulis ini dengan judul Perancangan
Roda Gigi Lurus.
Selama melaksanakan Perancangan Elemen Mesin ini penulis sangat banyak
menerima bantuan, baik moril maupun materil. Oleh karena itu pada kesempatan
ini penulis ingin mengucapkan terima kasih yang sedalam-dalamnya terhadap
Ayahanda dan Ibunda tercinta serta keluarga dan Sahabat, yang telah memberikan
doa dan dukungan kepada penulis selama ini. Pada kesempatan ini pula penulis
juga mengucapkan terima kasih kepada :
1. Bapak Zulfikar ST.,MT, Ketua Jurusan Teknik Mesin Universitas
Malikussaleh.
2. Bapak Reza Putra ST.,M.Eng, Seketaris Jurusan Teknik Mesin Universitas
Malikussaleh.
3. Bapak Asnawi ST.,MT, Ketua Laboraturium Jurusan Teknik Mesin
Universitas Malikussaleh.
4. Bapak Aljufri ST.,MT sebagai dosen Bimbingan Yang Telah Banyak
Memberi Masukan Kepada Penulis.
5.
Rekan-rekan sesama satu kelompok mata kuliah Perancangan Elemen
Mesin. Aji Bagus Prasetio, Baruna Tresna, dan Sandi agustiar.
i
6. Kawan-Kawan Teknik Mesin, yang telah banyak membantu penulis serta
memberi dukungan penuh terhadap pembuatan Tugas Perancangan
Elemen Mesin.
Penulis menyadari bahwa laporan ini masih banyak terdapat kekurangan dan
ketidak sempurnaan. Oleh sebab itu saran-saran dan kritikan yang bersifat
membangun selalu penulis harapkan guna perbaikan untuk kedepan, dengan
harapan laporan ini dapat bermanfaat bagi penulis sendiri dan rekan-rekan yang
membacanya.
Akhirnya kepada Allah SWT juga penulis menyerah diri, karena tiada
satupun yang dapat terjadi jika tidak ada kehendak-Nya. Semoga bantuan dan
kebaikan semua pihak menjadi catatan Allah SWT sebagai amal ibadah.
Amin Yaa Rabbal’alamin....!
Lhokseumawe, Desember 2015
Penulis
DAFTAR ISI
ii
KATA PENGANTAR............................................................................................i
DAFTAR ISI..........................................................................................................iii
DAFTAR GAMBAR..............................................................................................v
DAFTAR TABEL..................................................................................................vi
BAB I
PENDAHULUAN..................................................................................1
1.1 Latar Belakang...................................................................................................1
1.2 Tujuan................................................................................................................2
1.3 Manfaat..............................................................................................................2
1.4 Batasan Masalah.................................................................................................2
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA.......................................................................3
2.1 Dasar Teori.........................................................................................................3
2.2 Klasifikasi Roda Gigi.........................................................................................3
2.3 Nama-nama Bagian Roda Gigi..........................................................................6
2.4 Perencanaan Roda Gigi Lurus...........................................................................8
a. Diameter Pitch Circle (P).........................................................................8
b. Perbandingan Kecepatan (rv)...................................................................8
c. Jarak Poros (C).........................................................................................9
d. Kecepatan Pitch Line/Garis Kontak (Vp)................................................9
e. Torsi Yang Bekerja..................................................................................9
f. Gaya – gaya pada Roda Gigi..................................................................10
g. Lebar Gigi (b).........................................................................................11
h. Syarat Keamanan Roda Gigi..................................................................12
i. Evaluasi Kekuatan Gigi (persamaan AGMA).........................................12
j. Menemukan Gaya bending Pada Pinion dan Gear (Fb)..........................12
k. Menemukan Panjang Garis Kontak Gigi...............................................13
l. Menentukan Perbandingan Kontak (Kontak ratio).................................13
2.5 Gear Mesh Sintesis...........................................................................................14
a. Gigi Roda Gigi.......................................................................................14
iii
b. Mesh Roda Gigi.....................................................................................15
2.6 Nomenklatur Roda Gigi Lurus.......................................................................14
2.7 Bahan Poros....................................................................................................15
2.8 Pemodelan FEA, Pembebanan Dan Perhutungan Tegangan...........................20
2.9 Maksimalisasi Efisiensi....................................................................................21
2.10 Keseimbangan Tegangan Bengkok...............................................................22
2.11 Optimalisasi Profil Fillet................................................................................22
2.12 Roda Gigi Dengan Gigi Asymetris................................................................24
2.13 Tolling Dan Proses Desain Roda Gigi Langsung..........................................26
2.14 Tradisional Vs Roda gigi Desain Langsung...................................................27
BAB III
METODOLOGI PERANCANGAN.................................................29
BAB IV
PERHITUNGAN DAN PEMBAHASAN.......................................31
4.1 Perancangan Roda Gigi Lurus.........................................................................31
BAB V
KESIMPULAN...................................................................................36
5.1 Kesimpulan......................................................................................................36
5.2 Saran................................................................................................................37
DAFTAR PUSTAKA
iv
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1
Gambar 2.2
jenis-jenis roda gigi..........................................................................6
nama-nama bagian roda gigi............................................................7
Gambar 2.3
Gaya-Gaya pada Roda Gigi............................................................10
Gambar 2.4
Parameter gigi................................................................................14
Gambar 2.5
Parameter mesh..............................................................................15
Gambar 2.6
Mesh FEA......................................................................................17
Gambar 2.7
Isogram tegangan bending.............................................................17
Gambar 2.8
Kecepatan geser.............................................................................18
Gambar 2.9
Keseimbangan tegangan bengkok maksimum...............................19
Gambar 2.10 Optimalisasi profil fillet (1), profil involute (2),
profil inisial fillet (3), profil fillet optima.....................................20
Gambar 2.11
Roda gigi dengan optimalisasi profil fillet....................................21
Gambar 2.12
Roda gigi dengan gigi asymetris...................................................21
Gambar 2.13
Parameter gigi asymetris...............................................................22
Gambar 2.14
Mesh roda gigi asymetris..............................................................22
Gambar 2.15
Profil alat potong...........................................................................23
Gambar 2.16
Profil alat roda gigi mold..............................................................24
Gambar 3.1
diagram alir penelitian...................................................................26
Gambar 3.2
diagram alir perancangan roda gigi lurus......................................27
v
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1. Klasifikasi Roda Gigi............................................................................4
Tabel 2.2
Ilustrasi optimalisasi profil fillet dan menurunkan tegangan
bengkok maksimum untuk produk (AGMA 201.2) gear...................20
Tabel 2.3
Ilustrasi perbedaan prinsip dasar roda gigi desain tradisional vs
langsung..............................................................................................24
Tabel 2.4
Contoh perbandingan roda gigi desain tradisional vs langsung..........25
vi