desain dan elemen dan mesin

LAPORAN PRAKTIKUM DESAIN ELEMEN MESIN 3 PERENCANAAN RODA GIGI PADA MIXER PENGADUK BAHAN TEGEL CANGKANG KELAPA

Oleh : ADHA FADHIL MOCHAMMAD NIM : 2113131067 JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS JENDERAL ACHMAD YANI

PERENCANAAN RODA GIGI PADA MIXER PENGADUK BAHAN TEGEL CANGKANG KELAPA

Diajukan untuk menempuh salah satu syarat kelulusan

Mata Kuliah Desain Elemen Mesin 3 Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik Unjani

Oleh : ADHA FADHIL MOCHAMMAD NIM : 2113131067 JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS JENDERAL ACHMAD YANI

HALAMAN PENGESAHAN PERENCANAAN RODA GIGI PADA MIXER PENGADUK BAHAN TEGEL CANGKANG KELAPA

Oleh : ADHA FADHIL MOCHAMMAD NIM : 2113131067

Jurusan Teknik Mesin Universitas Jenderal Achmad Yani

Tim Pembimbing Bandung,

Mengetahui, Menyetujui, Koordinator

Pembimbing

(War'an Rosihan, ST., MT) (Aji Gumilar, ST., MT) NID.412147868

NID.412152574

KATA PENGANTAR

Puji serta syukur kita panjatkan kehadirat Allah SWT, karena atas berkat dan rahmat-Nya penulis dapat menyelesaikan penulisan laporan akhir Praktikum Desain Elemen Mesin 3. Penulisan laporan Praktikum Desain Elemen Mesin 3 ini dilakukan untuk memenuhi salah satu syarat kelulusan mata kuliah Desain Elemen Mesin 3 dengan judul “PERENCANAAN RODA GIGI PADA MIXER PENGADUK BAHAN TEGEL CANGKANG KELAPA .”

Dalam penulisan laporan ini penulis mengucapkan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada :

1. Kepada orang tua, yang selalu secara tulus memberikan doa dan dorongan semangat kepada penulis.

2. Bapak War’an Rosihan ST., MT., selaku Dosen Desain Elemen Mesin

2 yang selalu dengan tekun dan gigih memberikan materi pembelajaran.

3. Bapak Aji Gumilar ST., MT., selaku Pembimbing yang sangat membantu dalam segala hal untuk penyusunan Laporan Akhir Praktikum Desain Elemen Mesin 3 ini.

4. Teman-teman satu angkatan yang selalu memberikan semangat bagi penulis.

5. Semua pihak yang telah membantu penulis dalam penyusunan laporan

akhir ini yang tidak bisa penulis sebutkan satu persatu. Penulis sangat menyadari bahwa dalam Penulisan Laporan Akhir ini masih banyak kesalahan dan kekurangannya serta dapat dikatakan jauh dari kata sempurna. Oleh karena itu, penulis sangat mengharapkan kritikan serta saran yang bersifat membangun dan bermanfaat bagi penulis khususnya serta bagi para pembaca umumnya.

Bandung, 19 April 2016

Penulis

SURAT PERNYATAAN

Yang bertanda tangan dibawah ini : Nama

: Adha Fadhil Mochammad

: Teknik Mesin

Fakultas

: Teknik

Judul Laporan : PERENCANAAN RODA GIGI PADA MIXER PENGADUK BAHAN TEGEL CANGKANG KELAPA

Dengan ini saya persembahkan sepenuhnya hasil Perencanaan Roda Gigi Pada Mixer Pengaduk Bahan Tegel Cangkang Kelapa ini kepada Fakultas Teknik Universitas Jenderal Achmad Yani dengan persetujuan Hak Bebas Royalti Non- Eksklusif.

Sepanjang penyusunan laporan akhir ini ada beberapa materi dan permasalahan yang telah ditulis oleh orang lain serta buku-buku referensi yang disebutkan dalam daftar pustaka.

Bandung, 19 April 2016 Yang Menyatakan,

(Adha Fadhil Mochammad)

NIM. 2113131067

ABSTRAK

Mixer pengaduk adonan tegel dari limbah cangkang kelapa adalah mixer yang dibuat dengan tujuan untuk mengaduk adonan tegel yang terbuat dari limbah cangkang kelapa, tujuan pembuatan mixer ini adalah agar membantu pembuatan tegel yang mana tujuan utama pembuatan tegel dari cangkang kelapa ini adalah untuk memanfaatkan cangkang kelapa agar berguna di bandingkan di bakar yang akan menimbulkan polusi udara. Mixer memiliki sistem transmisi menggunakan roda gigi miring yang harus di rancang dengan metode perencanaan. Dalam metode perencanaan di dapat angka yang tepat untuk roda gigi yang akan di pakai.

Kata kunci : Mixer, Limbah cangkang kelapa, Roda gigi, Transmisi.

1 BAB I. PENDAHULUAN

Di seluruh dunia belakangan ini sering dielu-elukan mengenai kampanye global warming atau menjaga lingkungan hal itu karena bumi yang kita tempati ini sudah mulai rusak, tidak sehat, dan apabila di biarkan akan semakin parah hingga akhirnya bumi ini tidak layak di tempati lagi, guna mencegah hal itu maka masyarakat dunia sering mengadakan kampanye mengenai menjaga lingkungan. Hal yang berkaitan antara menjaga lingkungan dengan laporan desain elemen mesin

3 yaitu adalah penulis merencanakan membuat perencanaan mengenai pembuatan mixer yang ramah lingkungan untuk mengolah bahan yang ramah lingkungan pula yaitu cangkang kelapa, kita ketahui bahwa buah kelapa hampir semua bagiannya bisa digunakan untuk berbagai keperluan, contoh nya adalah cangkang nya, cangkang kelapa kerap difungsikan menjadi aksesori pemanis rumah, gayung, mangkuk dan jaman sekarang ini kebanyakan di gunakan sebagai arang pembakar, yang tentu saja tidak ramah lingkungan. Namun kini cangkang kelapa dapat di ubah menjadi ubin atau tegel yang tentu saja tidak akan menimbulkan kerusakan lingkungan, dan yang menjadi persoalan adalah mengenai pengaduk bahannya, pengaduk bahan tegel ini terbuat dari besi dan cara mengoperasikan nya menggunakan tenaga manual atau tenaga manusia, agar sesuai dengan tujuan awal yaitu menjaga kelestarian lingkungan dengan tidak menggunakan sumber daya alam sebagai energi, operator pengaduk hanya cukup memutarkan tuas yang tersambung dengan poros yang di ujung nya memiliki roda gigi yang terhubung dengan roda gigi pemutar pisau pengaduk.

1.1 Tujuan Perencanaan

Tujuan yang akan disampaikan dari tugas perencanaan elemen mesin ini adalah sebagai berikut :

1. Dapat memahami dari sistem kerja roda gigi dan berbagai jenis roda gigi yang sering digunakan pada dunia industri dan kehidupan sehari-hari.

2. Dapat merencanakan roda gigi mixer pengaduk bahan tegel.

3. Dapat mengetahui efisiensi daya untuk memutar kan mixer bahn tegel.

4. Dapat mengetahui mengenai merancang mixer yang benar.

1.2 Permasalahan

Merancang Roda gigi kerucut untuk Mixer.

1.3 Batasan Permasalahan

Batasan yang diambil penulis adalah tentang penguraian teori dasar dan cara kerja dari roda gigi dengan cara dapat memperkirakan dari:  Berat beban mixer setelah di isi bahan tegel.  Gaya yang terjadi pada roda gigi mixer.  Menentukan ukuran roda gigi agar didapat efisiensi nya.  Daya angkut dari mixer.

1.4 Sistematika Penulisan

Dalam sistematika penulisan yang disusun dengan menggunakan 5 bab yang saling berkaitan satu sama lainnya, yaitu adalah sebagai berikut : BAB I

: Pendahuluan Berisi tentang tujuan perencanaan, permasalahan, batasan permasalahan, sistematika penulisan, sistematika penulisan dan cara kerja mixer.

BAB II : Tinjauan pustaka Berisi tentang materi yang berhubungan dengan tugas dari perencanaan ini termasuk rumus-rumus sebagai bahan referensi.

BAB III : Metode Perencanaan Berisi tentang tahapan-tahapan perencanaan dan rumus-rumus yang telah ditentukan untuk digunakan dalam proses perhitungan.

BAB IV : Perhitungan Perencanaan dan pembahasan Berisi tentang data-data dimensi yang didapatkan dari proses identifikasi langsung dari lapangan dan memasukan data dimensi tersebut kedalam rumus.

BAB V : Simpulan dan saran

Berisi tentang data hasil perhitungan serta pembahasan masing- masing dari hasil perhitungan tersebut.

BAB VI : Simpulan Dan Saran Berisi tentang gagasan dari hasil perhitungan yang telah dicapai.

1.5 Cara Kerja Mixer

Mixer yang telah di isi bahan tegel, akan diputar oleh tuas pemutar yang di gerakan oleh operator dan pisau di dalam mixer akan memutar dan mengaduk bahan yang ada di dalam bak penampungan mixer sehingga bahan – bahan akan tercampur dan menjadi bahan yang siap untuk dijadikan tegel.

2 BAB II. TINJAUAN PUSTAKA

Mixer merupakan sebuah alat untuk mengaduk dan mencampur bahan yang biasa nya akan di buat suatu benda, mixer memiliki lengan pengaduk yang memiliki variasi bentuk, lengan pengaduk tersebut memiliki poros yang terhubung dengan roda gigi yang di gerakan oleh motor atau pun oleh tenaga manusia.

Mesin mixer dapat berupa mesin statis, semi mobile, maupun full mobile, pengertianya adalah :

 Mixer statis adalah mixer yang diam di tempat dan sulit di pindahkan

biasanya memiliki kaki yang di ikat pada pijakan menggunakan baut.  Mixer semi mobile adalah mixer yang dapat berpindah menggunakan pendorong dan bisa di kunci pada pijakan sehingga meski bisa di pindahkan mixer ini tetap kuat saat mesin berputar tidak mengalami perpindahan.

 Mixer full mobile mixer yang dapat bekerja sambil berpindah tempat, misal nya adalah mixer truck atau yang biasa di sebut truk molen, mixer ini dapat bekerja sambil bergerak kemanapun mixer di butuhkan.

Mixer yang akan digunakan dalam praktikum desain elemen mesin 3 adalah mixer pengaduk bahan tegel, mixer ini adalah tipe mixer statis, mixer ini menggunakan penggerak manual atau dengan tenaga manusia, tenaga putaran yang dikeluarkan akan ditransmisikan oleh poros roda gigi payung yang terhubung dengan sudut 90° ke pisau pengaduk.

2.1 Roda gigi

Roda gigi adalah salah satu jenis elemen transmisi yang penting untuk suatu pemindahan gerak (terutama putaran), daya, atau tenaga pada suatu sistem transmisi antara penggerak dengan yang digerakkan. Suatu konstruksi roda gigi digunakan pula untuk suatu sistem pengatur pada pemindah putaran, atau untuk merubah gerak lurus menjadi gerak putar atau sebaliknya. Oleh karena itu penggunaan roda gigi sangat luas pada konstruksi mekanik yang memerlukan gerak yang menkombinasikan beberapa komponen alat yang tergabung. Pembuatan roda gigi cukup rumit dan kompleks karena pembuatan profil roda giginya yang khusus, Roda gigi adalah salah satu jenis elemen transmisi yang penting untuk suatu pemindahan gerak (terutama putaran), daya, atau tenaga pada suatu sistem transmisi antara penggerak dengan yang digerakkan. Suatu konstruksi roda gigi digunakan pula untuk suatu sistem pengatur pada pemindah putaran, atau untuk merubah gerak lurus menjadi gerak putar atau sebaliknya. Oleh karena itu penggunaan roda gigi sangat luas pada konstruksi mekanik yang memerlukan gerak yang menkombinasikan beberapa komponen alat yang tergabung. Pembuatan roda gigi cukup rumit dan kompleks karena pembuatan profil roda giginya yang khusus,

2.1.1 Prinsip Roda Gigi

Konstruksi roda gigi mempunyai prinsip kerja berdasarkan pasangan gerak.Bentuk gigi dibuat untuk menghilangkan keadaan slip, putar dan daya dapat berlangsung dengan baik. Selain itu dapat dicapai kecepatan keliling- (Vc) yang sama pada lingkaran singgung sepasang roda gigi. Lingkaran singgung ini disebut lingkaran pitch atau lingkaran tusuk yang merupakan lingkaran khayal pada pasangan roda gigi, tapi berperan penting dalam perencanaan konstruksi roda gigi. Pada sepasang roda gigi maka perlu diperhatikan, bahwa jarak lengkung antara dua gigi yang berdekatan (disebut "pictch") pada kedua roda gigi harus sama, sehingga kaitan antara gigi dapat berlangsung dengan baik. Bentuk lengkung pada suatu profil gigi, tidak dapat dibuat semaunya, melainkan mengikuti kurva-kurva tertentu yang dapat menjamin terjadinya kontak gigi dengan baik.

2.1.2 Profil Roda Gigi

Untuk mendapatkan keadaan transmisi gerak dan daya yang baik, maka profil gigi harus mempunyai bentuk yang teratur sehingga kontak gigi berlangsung dengan mulus. Oleh karena itu profil gigi dibuat dengan bentuk geometris Untuk mendapatkan keadaan transmisi gerak dan daya yang baik, maka profil gigi harus mempunyai bentuk yang teratur sehingga kontak gigi berlangsung dengan mulus. Oleh karena itu profil gigi dibuat dengan bentuk geometris

1. Konstruksi kurva evolvent

Gambar 2.1 Konstruksi kurva evolvent

Adalah kurva yang dibentuk oleh sebuah titik yang terletak pada sebuah garis lurus yang bergulir pada suatu silinder atau kurva yang dibentuk oleh satu titik pada sebuah tali yang direntangkan dari suatu gulungan pada silinder.

Keuntungan kurva evolvent.  Pembuatan profil gigi mudah dan tepat, karena menggunakan sisi cutter

(pisau potong) yang lurus.  Ketepatan jarak sumbu roda gigi berpasangan tidak perlu presisi sekali.  Jika ada perubahan kepala gigi atau konstruksi gigi pada suatu

pengkonstruksian perubahan dapat dilakukan dengan sutler (pisau pemotong).

 Dengan modul yang sama, walaupun jumlah giginya berbeda, maka pasangan dapat dipertukarkan.  Arab dan tekanan profil gigi adalah sama.

2. Konstruksi kurva sikloida Profil sikloida digunakan karena cara kerja sepasang roda gigi sikloida sama seperti dua lingkaran yang saling menggelinding antara yang satu dengan pasangannya.

Gambar 2.2 Kurva sikloida

Kurva sikloida adalah kurva yang dibentuk oleh sebuah titik pada sebuah lingkaran yang menggelinding pada sebuah jalur gelinding. Dari keadaan konstruksi pasangan roda gigi, maka kurva sikloida dapat berupa:

Gambar 2.3 Kurva Sikloida

Gambar 2.4 Kurva Sikloida

a. Orthosikloida, lingkaran mengge- linding pada jalur berupa garis lurus.

b. Episikloida, lingkaran menggelinding pada jalur gelinding gelinding berupa sisi luar lingkaran.

c. Hiposikloida, lingkaran menggelinding pada jalur gelinding berupa sisi dalam lingkaran.

Profil sikloida bekerja berpasangan dan dengan jarak sumbu yang presisi, sehingga tidak dapat dipertukarkan dengan mudah, kecuali yang dibuat berpasangan yang sama.

Keuntungan penggunaan profil sikloida :  Mampu menerima beban yang lebih besar.

 Keausan dan tekan yang terjadi lebih kecil.  Cocok digunakan untuk penggunaan presisi.  Jumlah gigi dapat dibuat lebih sedikit ( ).

Pada proses pembuatannya menggunakan roda gelinding berpasangan (generating method) yaitu :

Roda gelinding 1 (cutter) digunakan untuk membentuk profil roda gigi 2, dan sebaliknya, roda gelinding 2 sebagai pasangan roda gelinding 1, membentuk profil gigi roda 1.

3. Profil equidistanta Kurva dari jarak yang sama terbadap sikloida yang dibentuk oleh roda gelinding 2 terhadap jalur gelinding pasangannya.

Gambar 2.5 Profil equidistanta

Profil ini dipakai konstruksi pasangan antara roda gigi profil dengan roda pena (pasangannya bukan berupa gigi, tapi berupa yang berjarak teratur melingkar pada suatu roda). Dan lebih umum lagi digunakan pada hubungan gigi dan rantai.

Gambar 2.6 Profil equidistanta

Konstruksi profil gigi ini digunakan pada suatu hubungan transmisi dengan rasio yang besar misalnya ; untuk pemutar derek dan pasangan konstruksi bukan berupa dua roda gigi, tapi satu roda gigi dengan satu roda pena atau rantai.

2.1.3 Klasifikasi roda gigi berdasarkan posisi sumbu

Klasifikasi roda gigi dapat ditentukan berdasarkan posisi sumbu pada penghubung sepasang roda gigi.

Tabel 2.2 Klasifikasi Roda Gigi

1. Sumbu Sejajar

2. Sumbu Berpotongan

3. Sumbu Bersilang

a. Roda Gigi lurus

a. Roda Gigi payung

a. Roda Gigi cacing

lurus

(straight spur gear) (worm gear)

(straight bevel gear)

STRAIGHT SPUR WORM

PLAIN BEVEL

b. Roda Gigi miring

b. Roda Gigi payung (helical spur gear)

b. Roda Gigi payung spi-

ral (Spiral bevel gear)

(hypoid bevel gear )

SPIRAL BEVEL HYPOID HELICAL SPUR

c. Roda Gigi miring

c. Roda gigi silang c. Roda gigi silang

HERRINGBONE

2.2 Roda gigi Lurus

Rodagigi lurus digunakan untuk poros yang sejajar atau paralel. Dibandingkan dengan jenis rodagigi yang lain rodagigi lurus ini paling mudah dalam proses pengerjaannya (machining) sehingga harganya lebih murah. Rodagigi lurus ini cocok digunakan pada sistim transmisi yang gaya kelilingnya besar, karena tidak menimbulkan gaya aksial.

Gambar 2.7 Roda Gigi Lurus

Fungsi yang serupa dengan pasak dilakukan pula oleh seplain (spline) dan gerigi (serration) yang mempunyai gigi luar pada poros dan gigi dalam dengn jumlah gigi yang sama pada naf dan saling terkait yang satu dengan yang lainnya.

2.3 Roda Gigi Miring

Bentuk dasar geometrisnya sama dengan roda gigi lurus, tetapi arah alur profil giginya mempunyai kemiringan terhadap sumbu putar. Selain untuk posisi sumbu yang sejajar, Roda Gigi miring dapat digunakan pula untuk pemasangan sumbu bersilangan. Dengan adanya kemiringan alur gigi, maka Bentuk dasar geometrisnya sama dengan roda gigi lurus, tetapi arah alur profil giginya mempunyai kemiringan terhadap sumbu putar. Selain untuk posisi sumbu yang sejajar, Roda Gigi miring dapat digunakan pula untuk pemasangan sumbu bersilangan. Dengan adanya kemiringan alur gigi, maka

Gambar 2.8 Gambar Puturan Roda Gigi Miring

(Perhatikan posisi sumbu putar pada gambar Roda gigi diatas.) Selain itu, dengan adanya sudut kemiringan (...) juga mengakibatkan

terjadinya gaya aksial yang hams di tahan oleh tumpuan bantalan pada porosnya. Sistim pelumasan harus diperhatikan dengan cermat untuk meningkatkan umur pakai dari gigi yang saling bergesekan.

Khusus untuk penggunaan dalam posisi sumbu sejajar, serta untuk menetralisir gaya aksial yang terjadi, dibuat roda gigi miring atau lebig populer disebut Roda gigi"Herring bone", yaitu dengan dibuat dua alur profil gigi dengan posisi sudut kemiringan saling berlawanan.

Roda gigi Herring bone dapat dibuat dalam lisa macam, yaitu :

a. Herring bone dengan gigi V setangkup

b. Herring bone dengan gigi V bersilang -

c. Herring bone dengan gigi V berpotongan tengah

2.4 Roda Gigi Cacing.

Gambar 2.9 Roda Gigi

Cacing

Roda gigi cacing di gunakan untuk posisi sumbu bersilangan dan pengtransmisian putaran selalu berupa reduksi.Pada sepasang roda gigi cacing terdiri dari batang cacing yang selalu sebagai penggerak dan Roda gigi cacing sebagai pengikut.Bahan batang cacing umumnya lebih kuat dari pada roda cacingnya,selain itu batang cacing umumnya di buat berupa kontruksi terpadu,dimana bentuk alur cacingnya berupa spiral. seperti ulir dengan penampang profil gigi seperti jenis Roda gigi lainnya, Selain sebagai sistim transmisi saja. Roda Gigi cacmg soring juga difungsikan sebagai pengunci transmisi, misalnya pada peralatan angkat. Dari bentuk konstruksi berpasangan terdapat dua jenis konstruksi Roda cacing, yaitu :

1. Roda Gigi Cacing Silmdrik.

2. Roda Gigi Cacing Glogoid (Cone-drive). Perbedaan dan kedua jenis ini terdapat pada bentuknya. Sedangkan untuk

profil gigi mempunyai kurva yang tetap sama, sehingga dalam penggunaannva dapat salmg bervariasi antara Batang Cacing dengan Roda Cacingnya

Gambar 2.10 Roda Gigi Cacing silindrik

Gambar 2.11 Roda Gigi Cacing Glogoid

Pada Roda gigi cacing silindrik, bentuk luar batang cacing maupun Roda Cacing berupa siUnder sedang pada jenis glogoid, baik batang maupun Roda Cacingnya saling mengikuti bentuk pasangannya.

Gambar 2.12 Pasangan roda Gigi

a. Pasangan Roda caring dengan batang cacing silindrik.

b. Pasangan Roda cacing silindrik dengan batang cacing Glogoid.

c. Pasangan Roda dan Batang cacing Glogoid. Konstruksi batang cacing pada umumnya dibuat terpadu, tetapi untuk

ukuran. besar dapat saja batang cacing dibuat berupa pasangan dengan ukuran. besar dapat saja batang cacing dibuat berupa pasangan dengan

Sedangkan Roda Cacing urnumnya dibuat berupa.

Gambar 2.13 Roda Gigi Pasangan

Bahan untuk Roda gigi^cing dengan batang cacing, disyaratkan vang mempunyai koefesien gesek yang kecil sekali, karena pada pengtranmisiannya, banyak terjadi gesekan. Umumnya bahan batang cacing lebih keras dari Roda Cacing, hal ini untuk memudahkan dalam pembuatan keamanan terhadap beban. Sedangkan elemen transmisi putar, pasangan Roda cacing selalu digunakan sebagai Roda gigi pengurang (Reduksi Gear). Rasio putaran (i) dari i = 5 sampai dengan sekitar i = 50-60 . Denoan konstruksi yang lebih baik dapat dicapai i = 100. Jumlah gigi pada batang cacing dapat dibuat majemuk (lebih dari satu eigi) yang dibuat seperti ulir majemuk.

2.5 Roda Gigi Payung

Roda gigi payung adalah roda gigi yang biasanya di gunakan untuk menghubungkan sumbu input dan sumbu output yang memiliki sudut 90°. Contoh penggunaan roda gigi ini misalnya pada : drill chuck, jalur vertikal pada mesin planning, mekanisme pengatur langkah pada mesin sekrap dan pengatur arah pada mesin bor pekerjaan berat. Pada umumnya pasangan roda gigi payung membentuk sudut 90° namun dalam hal tertentu dapat dibuat pasangan roda gigi payung dengan dengan sudut lebih besar dan lebih kecil dari 90°.

Pemakaian roda gigi payung (Bevel gear) adalah untuk memindahkan putaran (daya putar) dari suatu poros yang lainnya dengan berbagai macam posisi

menyudut dan berbagai macam perbandingan putaran.

Berbagai macam sudut tersebut dapat kita katagorikan menjadi 3 macam

yaitu :

a. Besar sudut sama dengan 90°

b. Besar sudut lebih kecil dari 90°

c. Besar sudut lebih besar dari 90°

Jika dilihat dari sistem pembentukan profil gigi dari dasar-dasar pengukurannya, roda gighi payung ini sama halnya dengan roda-roda gigi lainnya,

yaitu dibentuk dengan 2 sistem :

a. Menurut sistem metrik (MM)

b. Menurut sistem Diametral Pitch (DP)

Dalam pembuatan roda gigi payung ini pada perencanaanya adalah harus selalu berpasanagan, karena antara yang saatu dengan lainnya itu, baik dari bentuk maupun ukurannya adalah akan saling berpengaruh. Atau tegasnya apabila sepasang roda gigi payung telah direncanakan untuk suatu pemindahan tenaga atau putaran dengan suatu perbandingan tertentu dan dengan besar sudut antara kedua porosnya sudah tertentu pula, maka kedua roda gigi tersebut tidak bisa dipakai untuk perbandingan ataupun besar sudut yang lainnya.

2.5.1 Roda Gigi Kerucut Gigi Lurus

Untuk jenis ini mempunyai konstruksi yang sederhana dibandins jenis roda gigi payung laiinya. Pembuatannya relatip mudah dan penggunaannya untuk konstruksi umum yang sederhana sampai sedang, baik dalam menerima beban maupun putaran.

Gambar 2.15 Roda gigi kerucut lurus

- Roda Gigi payung Gigi lurus menyudut. Bentuk gigi pada penampang potong, menyudut ke titik pusat kerucutnya.

- Roda Gigi payung Gigi lurus sejajar. Bentuk gigi penampang potong sejajar dengan sumbu kerucutnya.

2.5.2 Roda Gigi Kerucut Gigi Miring.

Gambar 2.16 Roda Gigi Payung Gigi Miring

Disebut juga Spiral bevel gear. Perbendaan antara Bentuk gigi lurus dengan bentuk gigi miring pada Roda Gigi payung ini, kurang lebih seperti perbedaan yang terdapat pada Roda gigi lurus dengan Roda gigi miring (Spur Gear), dimana dengan adanya kemiringan tersebut akan meningkan kemampuan menerima beban, mengurangi kebisingan sehingga dapat digunakan pada putaran yang lebih tinggi dibanding dengan Roda Gigi payung gigi lurus pada ukuran geometris yang sama.

2.5.3 Roda Gigi Kerucut Zerol.

Bentuk gigi berupa lengkung spiral dengan sudut spiral nol derajat, sehingga secara sepintas tampak seperti Roda gigi lurus dengan gigi melengkung. Kemampuan Roda Gigi Payung Zerol ini kurang lebih sama

Gambar 2.17 Roda Gigi

Payung Zerol seperti Roda Gigi payung gigi miring (Spiral), hanya pembuatannya lebih

sulit dan bekerja lebih tenang serta tahan lama.

2.5.4 Roda Gigi Kerucut Hypoid.

Jenis Roda Gigi payung ini lebih populer digu- nakan pada, kendaraan bermotor saja, tapi untuk konstruksi general, mekanik yang memerlukan putaran tinggi serta beban besar yang

Gambar 2.18 Roda Gigi dinamis dapat menggunakan jenis Payung Hypoid Roda gigi payung ini. Bentuk alur

giginya berupa lengkung hypoid, sehingga posisi sumbu tidak tegak lurus berpotongan, tetapi bersilangan, sehingga akan memudahkan pemasangan tumpuan bantalan pada kedua Roda giginya.

2.6 Poros

Poros (Shaft) adalah suatu bagian stasioneri yang berputar, biasanya berpenampang bulat, dimana terpasang elemen-elemen seperti roda gigi, pulli, roda gila (fly wheel), engkol, gigi jentera (sprooket) dan elemen pemindahan daya Poros (Shaft) adalah suatu bagian stasioneri yang berputar, biasanya berpenampang bulat, dimana terpasang elemen-elemen seperti roda gigi, pulli, roda gila (fly wheel), engkol, gigi jentera (sprooket) dan elemen pemindahan daya

2.6.1 Macam-Macam Poros

Poros untuk meneruskan daya diklasifikasikan menurut pembebanannya sebagai berikut :

- Poros transmisi

Poros macam ini mendapat beban puntir murni atau puntir dan lentur. Daya ditransmisikan kepada poros ini melalui kopling, roda gigi, puli sabuk atau sprooket rantai dan lain-lain.

- Spindel

Poros transmisi yang relatif pendek, seperti poros utama mesin perkakas, dimana beban utamanya berupa puntiran, disebut spindel. Syaratnya adalah deformasinya harus kecil dan bentuk serta ukurannya harus teliti.

- Bandar

Poros ini tidak mendapat beban puntir, bahkan kadang-kadang tidak boleh berputar, hanya mendapat beban lentur, kecuali jika digerakkan oleh penggerak mula dimana akan mengalami beban puntir juga

 macam diferensial  untuk putaran dalam dua arah  untuk putaran dalam dua arah

2.6.2 Hal-hal Penting Dalam Perencanaan Poros

Untuk merencanakan sebuah poros, hal-hal berikut ini perlu diperhatikan. - kekuatan poros

- kekakuan poros - putaran kritis - korosi - bahan poros

2.7 Bantalan

Bantalan adalah elemen mesin yang menumpu poros berbeban, sehingga putaran atau gerakan bolak-baliknya, dapat berlangsung secara halus, aman, dan panjang umur.

Bantalan harus cukup kokoh untuk memungkinkan poros serta elemen mesin lainnya bekerja dengan baik, jika tidak berfungsi dengan baik maka prestasi seluruh sistem akan menurun.

Hal-hal penting dalam perencanaan bantalan radial. Dalam merencanakan bantalan, hal-hal yang harus diperhatikan :

- kekuatan bantalan - pemilihan panjang bentalan dan tebal bantalan - tekanan bantalan - harga faktor tekanan maksimum yang diizinkan - tebal minimum selaput minyak - kenaikan temperatur selaput minyak dan minyak pengisi

2.8 Pasak

Pasak adalah suatu elemen mesin yang dipakai untuk menetapkan bagian- bagian mesin seperti roda gigi, sproket, puli, kopling dan lain-lain. Pada poros, momen diteruskan dari poros kenaf atau dari naf ke poros.

2.9 Rumus Dasar

Dalam perencanaan ini penulis menggunakan jenis roda kerucut lurus dengan beberapa pertimbangan yang akan dijelaskan sebagai berikut :

 Dalam kontruksi yang direncanakan menggunakan poros yang tegak lurus, maka lebih cocok untuk menggunakan roda gigi kerucut.

 Dalam penggunaannya tidak memerlukan daya yang sangat besar dan dapat dikatakan dengan relative rendah.

Dari pertimbangan tersebut, maka penulis dapat menetapkan beberapa rumus dasar yang berhubungan erat terhadap perencanaan roda gigi lurus, dengan asumsi daya yang ditransmisikan normal menurut harga factor koreksi (fc) sebesar 1-1,5.Dengan rumus dasar sebagai berikut :

A. Daya rencana Pd (kW)

Pd = Daya rencana, kW Fc = Faktor koreksi P = Daya yang ditransmisikan, kW

B. Gaya Tangensial (Ft)

Untuk perhitungan lenturan dengan perbandingan kontak sebesar 1 atau lebih. Demi keamanan, perhitungan harus dilakukan atas dasar anggapan beban penuh dikenakan pada titik perpotongan antaraA dianatara garis tekan dan garis hubung pusat yang dapat dilihat pada Gambar 2.18

Gambar 2.19 Gaya pada gigi

Apabila tekanan normal permokaan gigi dinyatakan

dengan Fn, sehingga Fkt merupakan gaya yang tegak lurus terhadap OA dalam arah keliling atau tangensial pada titik A adalah Fkt = Fn cos, maka apabila gaya tangensial dinyatakan dengan Ftyang bekerja dalam arah putaran roda gigi pada titik jarak bagi dan b adalah sudut tekan kerja, maka persamaannya menjadi:

Ft= Fn cos αb (Sularso & Suga, 2013)

Diameter Sementara Lingkaran Jarak Bagi (d`P dan d`G) d` P = 2a/(1 + i ) (Sularso & Suga, 2013)

d` G = 2a.i/(1 + i ) (Sularso & Suga, 2013) Dimana :

d` P

= Diameter sementara pinion, mm d` G = Diameter sementara gear, mm

a = Jarak sumbu poros, mm

= Perbandingan reduksi

C. Modul Pahat (m)

Dalam pemilihan modul pahat, dapat dilihat pada Tabel 2.2 yang dapat dilihat pada Lampiran, atau dengan rumus sebagai berikut :

m = d/z (Shigley & Mitchell, 1983)

Dimana :

m = Modul, mm

d = Diameter sementara jarak bagi, mm z = Jumlah gigi, buah Tabel 2.3 Harga modul standar (JIS B 1701-1973) (Sularso & Suga, 2013)

D. Perbandingan Gigi (i)

i=Z G /Z P (Sularso & Suga, 2013) Dimana : X P = Jumlah gigi pinion, buah

Z G = Jumlah gigi besar atau gear, buah

E. Diameter Lingkaran Jarak Bagi Roda Gigi Standar (dP dan dG)

d P =mxZ P (Sularso & Suga, 2013)

d G =mxZ G (Sularso & Suga, 2013)

Dimana :

d P = Diameter lingkaran jarak bagi roda gigi pinion standar, mm

d G = Diameter lingkaran jarak bagi roda gigi besar atau gear standar, mm

F. Jarak Sumbu Poros (a o )

a o = (dP + dG)/2 (Sularso & Suga, 2013)

G. Kelonggaran Puncak (ck)

Roda gigi dapat dibentuk dan dikerjakan dengan carapemegang yang berputar serta pahat yang berbentuk batang gigi. sehingga lingkaran jarak bagi roda gigi tersebut dapat menggelinding pada garis jarak bagi atau datumpahat. Profil batang gigi standar

mempunyai tebal gigi m/2 (mm), tinggi kepala hk = k.m(mm), tinggi kaki hf = k.m + ck (mm), dengan sudut kemiringan gigi 20 o (pada gigi kuno 14,5 o atau 15 o ). Agar profil pahat dapat memotong kelonggaran puncak yang harus dipertinggi dapat menggunakan ck= 0,25 x m, maka tinggi kepala pahat menjadi

hkc= hk + (ck = 0,25 x m). (Sularso & Suga, 2013)

Dimana : k = Faktor tinggi kepala yang besarnya 0,8; 1; 1,2 dsb.

Ck = Kelonggaran puncak. Hk = myang merupakan batang gigi dengan tinggi kepala. Hf = Tinggi kaki dengan besaran 1,25 m.

H. Diameter Kepala (dkP dan dkG)

dkP = (zP + 2)m (Sularso & Suga, 2013)

dkG = (zG + 2)m (Sularso & Suga, 2013)

Dimana : dkP = Diameter kepala roda gigi pinion, mm dkG = Diameter kepala roda gigi besar atau gear,

mm

I. Diameter Kaki (dfP dan dfG)

dfP = (zP - 2)m

– (ck x 2) (Sularso & Suga, 2013) – (ck x 2) (Sularso & Suga, 2013)

– (ck x 2) (Sularso & Suga, 2013)

Dimana : dkP = Diameter kaki roda gigi pinion, mm dkG = Diameter kaki roda gigi besar atau gear, mm

J. Kedalaman pemotongan (H)

H = 2m x ck (Sularso & Suga, 2013)

K. Pada Gambar, bentuk penampang gigi yang akan

Faktor Bentuk Gigi (Y)

dipakai untuk dasar perhitungan kekuatan lenturnya yang didekati denganbentuk parabola pada puncak titik A dan B, C merupakan dasar dengantitik singgung antara parabola dengan profil kaki gigi.

Gambar 2.20 Gigi pandangan bentuk balok penopang (cantilever) dengan (2.16) (2.17)

Apabila b(mm) merupakan lebar sisi, BC = h(mm), dan AE = l (mm), sehingga tegangan lentur

b (kg/mm 𝝈 2 ) pada titik B dan C yang dimana ukuran penampangnya adalah b x

h, jadi persamaannya adalah sebagai berikut :

σ b = Ft / bh 2 6 (Sularso & Suga, 2013) ∴Ft = σ b b (h 2 /61) (Sularso & Suga, 2013)

Dengan besarnya (h 2 /61) yang ditentukan dari

ukuran dan bentuk gigi dengan kata lain bahwa besaran tersebut mempunyai ukuran panjang, jika dinyatakan dengan perkalian antara factor bentuk gigi Y dan modul m yang disebut dengan “persamaan Lewis” dengan harga-

(h 2 /61)= mY (Sularso & Suga, 2013)

∴Y = (h2/6lm)

(Sularso & Suga, 2013)

Ft =σ b bmY

(Sularso & Suga, 2013)

(Sularso & Suga, 2013) Tabel 2.4 Faktor bentuk gigi

L. Kecepatan Keliling (v)

v = π x dP x n/(60 x 1000) (Sularso & Suga, 2013) Dimana : n = Putaran poros penggerak, rpm

M. Faktor Dinamis (v)

Pernyataan antara kecepatan keliling roda gigi dengan pernyataan bahwa semakin tingginya kecepatan maka semakin besar pulavariasi beban atau tumbukan yang ditimbulkan, karena pengaruh dari factor kecepatan yang dinyatakan dalam bentuk “factor dinamis” fv yang tergantung pada kecepatan keliling dan ketelitian yang dapat dilihat pada Tabel 2.4.

(Sularso & Suga, 2013) Tabel 2.5 Faktor Dinamis

N. Bahan Gigi dan Perlakuan Panasnya

Tegangan lentur yang diizinkan a (kg/mm2) dengan harga yang tergantung material serta perlakuan panasnya yang dapat dilihat pada Tabel 2.5, dengan bahan lentur yang diijinkan per satuan lebar F`b(kg/mm) yang dapat dihitung dari modul m, jumlah gigi z, factor bentuk gigi Ydengan memiliki sudut tekan sebesar 20 o . Maka persamaan dari farktor dinamis dan lebar sisi b adalah sebagai berikut :

F`b = σbmYfv (Sularso & Suga, 2013)

b = Ft/ F`min Tabel 2.6 Tegangan lentur yang diizinkan σa pada bahan

roda gigi (Sularso & Suga, 2013)

Untuk menetapkan harga pada umumnya ditetapkan antara (6-10)m (mm), serta untuk daya yang besar ditetapkan antara(10- 16)m(mm). Roda gigi dengan bantalan pada satu ujung poros dapat mempunyai lebar sisi b ≦0,75 dP dan roda gigi dengan bantalan pada kedua ujung poros mempunyai b ≦1,2 dP, Faktor tegangan kontak kH mempunyai hubungan erat dengan material, sudut tekan kerja, dan kekerasan permukaan gigi. Dengan berbagai gabungan serta kekerasan dapat dilihat pada Tabel 2.6 yang merupakan harga rata-rata dari harga yang tertera pada Tabel 2.5. Dengan aplikasi kH dikalikan dengan factor dinamis sebagai berikut :

Ft = f V k H bd o1 (2z 2 /z 1 +z 2 ) (Sularso & Suga, 2013)

Tabel 2.7 Faktor tegangan kontak pada bahan roda gigi (Sularso & Suga, 2013)

Serta dapat dihitung dengan harga Kdari persamaan sebagai berikut:

K = 2f v k H

o1 (i / 1 + i) (Sularso & Suga, 2013) (2.24) ∴Ft = Kbd

Dimana Kmerupakan tegangan kontak yang diizinkan dapat diperoleh dari Tabel 2.7. Maka beban permukaan yang diizinkan per satuan lebar F`H(kg/mm)dapat diperoleh dengan persamaan sebagai berikut :

F`H = f (Sularso & Suga, 2013) v k H bd o1 (2z 2 /z 1 +z 2 )

Tabel 2.8 Harga K standar (Sularso & Suga, 2013)

O. Poros untuk penggunaan mesin secara umum biasanya

Bahan Poros

menggunakan material yang berbentuk baja batang yang ditarik dingin dan difinishing dapat dilihat pada Tabel 2.8, tetapi apabila

poros-poros yang digunakan untuk meneruskan putaran tinggi dan beban yang berat, umumnya dibuat dari baja paduan dengan pengerasan kulit yang sangat tahan terhadap keausan, beberapa diantaranya dapat dilihat pada Tabel 2.9 untuk mengetahui cara perlakuan panasnya.

Tabel 2.9 Batang baja karbon difinis dingin

Tabel 2.10 Beban, bahan dan cara perlakuan panasnya

Apabila telak diketahiu jenis material yang akan digunakan, maka harus menentukan tegangan geser yang diijinkan 𝜏a(kg/mm2) dengan memasukan pengaruh dari safety factor sfdengan harga sebesar 1,3-3. dan σb yang merupakan ekuatan tarik (kg/mm2) maka persamaannya sebagai berikut :

𝜏a = σ (Sularso & Suga, 2013) b /(sf1 x sf2)

Jika momen puntir disebut dengan momen rencana adalah T (kg.mm), dengan keadaan momen punter harus ditinjau dari factor koreksi yang dianjurkan ASME dengan dinyatakan Kt yang sebesar

1 untuk beban yang dikenakan secara halus, 1-1,5 apabila terjadi sedikit kejutan, dan 1,5-3 jika beban yang dikenakan dengan kejutan atau tumbukan besar, maka

T = 9,74 x 105(Pd/n) Jika diperkirakan akan terjadi pemakaian dengan beban lentur maka

(Sularso & Suga, 2013)

dapat dipertimbangkan pemakaian factor lenturan Cb yang harganya antara 1,2-2,3. Tetapi, apabila diperkirakan tidak akan terjadi pembebanan lentur maka factor lenturan Cb diambil 1. Maka diameter poros ds(mm) dapat dihitung dengan persamaan sebagai berikut :

ds = [(5,1/a) Kt Cb T] (Sularso & Suga, 2013) (2.28)

P. Menentukan Ukuran Pasak

Untuk pemilihan ukuran pasak dapat mempergunakan Tabel

2.10, dari dalam tabel tersebut kita akan mendapatkan beberapaharga untuk notasi dari pasak yang dibutuhkan untuk mengunci roda gigiterhadap poros, dan tebal antara dasar alur pasak dan dasar kaki gigi Sk,dengan ketentuan dasar alur pasak pada roda gigi dan dasar kaki gigi adalah

Sk

≧2,2. Sk1= (df1/2)-[(ds1/2)+t2] (Sularso & Suga, 2013) (2.29)

Tabel 2.11 Ukuran pasak (Sularso & Suga, 2013)

3 BAB III. METODE PERENCANAAN SISTEM RODA GIGI

Sebuah metode yang digunakan dalam perancangan ini adalah metode analitis dan studi pustaka, dimana perancangan dilakukan berdasarkan perhitungan dari awal yang telah diketahui serta menggunakan beberapa referensi-referensi yang terkait dengan perancangan tersebut. Dalam proses perancangan ini subjek yang akan dirancang adalah sebuah sistem roda gigi payung pada mixer pengaduk bahan tegel.

3.1 Langkah-langkah Perencanaan

Langakah yang diambil dalam melakukan proses perencanaan tersebut adalah sebuah rangkaian atau tahapan proses dengan cara merumuskan masalah yang diambil, dengan tujuan yang akan dicapai serta menggunakan beberapa tahapan yang harus disusun sedemikian rupa sehingga akan mendapatkan tujuan yang akan dicapai. Diagram alir langkah-langkah perencanaan sistem roda gigi ini dapat dilihat pada gambar 3.1, dan keterangan dari diagram alirnya adalah sebagai berikut :

1. Perumusan masalah Dalam perancangan ini, penulis akan merumuskan masalah-masalah berkaitan erat dengan suatu sistem dari roda gigi, yaitu untuk mendapatkan sebuah dimensi semua rangkaian sistem dari roda gigi tersebut.

2. Tujuan Dari penentuan permasalahan yang telah dibahas, tujuan dari permasalahan tersebut adalah untuk melakukan perancangan dengan jelas agar dapat mengetahui ukuran-ukuran utama dari sistem roda gigi yang akan dirancang.

3. Pengumpulan data-data Proses pengumpulan data-data merupakan sebuah proses yang berawal dari masalah yang didapatkan dengan tujuan tertentu, maka data yang diambil dapat dengan cara pengidentifikasian secara langsung mengukur 3. Pengumpulan data-data Proses pengumpulan data-data merupakan sebuah proses yang berawal dari masalah yang didapatkan dengan tujuan tertentu, maka data yang diambil dapat dengan cara pengidentifikasian secara langsung mengukur

4. Perhitungan Pengolahan data merupakan tahapan dari sebuah perhitungan, dengan cara menuangkan semua data-data yang telah dikumpulkan dan merupakan tahapan yang sangat penting dalam proses perancangan, apakah hasil dari perancangan tersebut dapat memenuhi tujuan yang sebelumnya telah di rencanakan atau tidak, maka apabila tidak sesuai dengan tujuan yang diharapkan diharuskan melakukan pengumpulan data kembali, dapat dengan cara menambahkan data atau bahkan pengurangan dari data yang telah didapatkan sebelumnya, setelah kembali lagi ke pengumpulan data maka dilakukan langkah pengolahan data kembali hingga mendapatkan hasil yang sesuai dengan harapan. Dan apabila hasil pengolahan data telah memenuhi semua yang diharapkan, maka dapat terus melanjutkan dengan langkah berikutnya..

6. Hasil dan pembahasan Hasil dan pembahasan merupakan penjelasan dari masing-masing data yang telah di dapatkan dari proses penuangan data-data kedalam proses perhitungan yang telah dilakukan sebelumnya.

7. Simpulan dan saran Simpulan dan saran merupakan gagasan yang tercapai serta pendapat untuk serta dipertimbangkan dari semua rangkaian proses analisis

PERUMUSAN MASALAH

TUJUAN

Gambar 3.3.1 Tahapan perencanaan sistem roda gigi

BUKU REFERENSI

PENGUMPULAN DATA

IDENTIFIKASI LAPANGAN

PERHITUNGAN

HASIL DAN PEMBAHASAN

SIMPULAN DAN SARAN

Gambar 3.1 Tahapan perencanaan sistem roda gigi (lanjutan a)

3.2 Langkah-langkah Perhitungan

Kumpulan data merupakan hasil dari serangkaian proses pengumpulan data, dan pada kumpulan data ini terdapat beberapa data spesifikasi roda gigi dan rumus- rumus yang terstruktur untuk digunakan dalam perhitungan perancangan, dengan tujuan agar mempermudah dalam melakukan tabulasi data perhitungan. Sebelum melakkan perhitungan untuk spesifikasi roda gigi,kita harus mengetahui daya yang akan ditransmisikan dengan langkah-lagkah sebagai berikut: Volume material yang akan di aduk

V =A .t =[1/4π(d luar penampang -d dalam penampang )] .t

Gaya pada pengaduk tempurung kelapa

= 350 kg/m Dimana: 3 𝜌𝑡𝑒𝑚𝑝𝑢𝑟𝑢𝑛𝑔

Ρair = 1000kg/m 3

F =W/g

Torsi yang bekerja pada mesin pengaduk tempurung kelapa T =F .r lengan pengaduk

Langkah-langkah pada perhitungan roda gigi ini dapat dilihat pada gambar ... Kumpulan data yang telah didapatkan dari berbagai sumber referensi, yaitu :

1. Data spesifikasi untuk perencanaan roda gigi kerucut pada mixer limbah kelapa pembuat tegel.

Daya,P

: Kw

Putaran , n

: rpm

Sudut tekan pahat , Ɵ

Asumsi pembesaran

Sudut poros

Perbandingan reduksi,i

2. Daya rencana Pd (kW)

Pd =

(Sularso & Suga, 2013)

3. Sudut kerucut jarak bagi δ 1 ,δ 2 (°) (Sularso & Suga, 2013) (2.30)

δ -1 1= tan (1/3)= (°)

δ 2= 90°- δ 1 = (°)

4. Diameter lingkaran jarak bagi ujung luar (Sularso & Suga, 2013)

d 1 = 2 x 80 sin δ 1 = mm

d 2 =2x 80 sin δ 2 = mm

5. Modul m (mm) sudut tekanan α o (°) (Sularso & Suga, 2013) (2.31)

m = 25.4/P

α o = (20°)

6. Jumlah gigi (Sularso & Suga, 2013)

Z 1 = d1/m = …buah Z 2 = d2/m= …buah

7. Perbandingan gigi

i= = buah (Sularso & Suga, 2013)

8. Sudut kerucut jarak bagi (roda gigi standar) δ 1 ,δ 2 (°) (Sularso & Suga, 2013) (2.33)

δ 1= tan -1 (Z 1 /Z 2 )= (°)

δ 2= 90°- δ 1 = (°)

9. Diameter lingkaran jarak bagi (roda gigi standar) (Sularso & Suga,

10. Kecepatan keliling

(2.35) v=

𝜋𝑥d1𝑥 𝑛

= m/s (Sularso & Suga, 2013)

11. Gaya tangensial

Ft= = (kg) (Sularso & Suga, 2013)

12. Kelonggaran puncak

ck=0.25x m =( mm) (Sularso & Suga, 2013) (2.37)

13. kelonggaran belakang Co = 0

14. Factor perubahan kepala (Sularso & Suga, 2013) (2.38)

x 1 = 0.46 [1-(Z 1 /Z 2 )] 2 =

x 2 = -( X1)

15. Tinggi kepala (Sularso & Suga, 2013)

h k1 =(1+ X1 ) x m = mm

h k2 =(1- X1 ) x m = mm

16. Tinggi kaki

(Sularso & Suga, 2013)

h f1 =(1- X1 ) x m + ck = mm

h f2 =(1+ X1 ) x m + ck= mm

17. Kedalaman gigi penuh (Sularso & Suga, 2013) (2.41)

H = 2x m + ck = mm

18. Sudut kepala (Sularso & Suga, 2013) (2.42)

Ɵ -1 k1 =tan (h k1 /80) = (°)

Ɵ -1 =tan (h k2 /80) =(°)

k2

19. Sudut kaki (Sularso & Suga, 2013)

Ɵ f1 = tan -1 (h f1 /80) = (°) f2 = tan Ɵ -1 (h f2 /80) = (°)

20. Sudut kerucut kepala δ k1 = δ 1 + Ɵ k1 =(°) δ k2 = δ 2 + Ɵ k2 =(°)

(Sularso & Suga, 2013)

21. Sudut kerucut kaki (Sularso & Suga, 2013)

δ f1 = δ 1 - Ɵ f1 =(°) δ f2 = δ 2 - Ɵ f2 = (°)

22. Diameter lingkaran kepala

(Sularso & Suga, 2013)

d k1 =d 1 + 2 x 3.88 x cos δ 1 = ( mm)

d k2 =d 2 + 2 x 1.61 x cos δ 2 = (mm)

23. Jarak dari puncak sampai puncak gigi luar

(Sularso & Suga, 2013)

X 1 = (142.01/2)- h k1 sin δ 1 = (mm)

X 2 = (50.58/2)- h k2 sin δ 2 = (mm)

24. Tebal lingkar gigi (Sularso & Suga, 2013) (2.48)

s 1 =(0.5π+2x (x 1 ) tan α o )x m =( mm) s 2 =(0.5π-2x (x 1 ) tan α o )x m = (mm)

25. Factor dinamis (kv), dilihat dari table …

26. Factor beban lebih,(ko) , dilihat dari table …

27. Factor ukuran,ks= ∜m/2.54 =

28. Factor distribusi beban (km) , dilihat dari table …

29. Factor geometri J1, J2 , dilihat dari table …

(2.49)

30. Beban lentur yang di izinkan F’ 𝑘𝑣 .𝑗1

(Sularso & Suga, 2013)

b1 =

5.3 x m x

= (kg/mm)

= ( kg/mm)

𝑘𝑜.𝑘𝑠.𝑘𝑚

F’H=F’min= σ c 2 𝑑1

𝐶𝑣.𝐼

= (kg/mm)

𝐶𝑝2 𝐶𝑜.𝐶𝑚.𝐶𝑓

b>= Ft/ F’H= (mm) jika b/m=hasilnya<10,maka artinya baik digunakan.

Dari data-data yang telah diperoleh , maka proses selanjutnya dapat dengan cara memasukan nilai untuk dapat melakukan perhitungan sehingga akan didapatkan harga yang diharapkan untuk memenuhi tujuan yang akan dicapai.

Gambar 3.2 Tahapan perhitungan perencanaan roda gigi

Gambar 3.5 Lanjutan tahapan perhitungan perencanaan roda gigi

Wporos = 0,3 kg

W2 = 1,3 kg

W1 = 1,3 kg

Rb = w1 + w2 + wporos = 2,9kg

4 BAB IV. PERHITUNGAN PERENCAAN RODA GIGI KERUCUT DAN PEMBAHASAN

4.1 Langkah Perhitungan Langkah-langkah perhitungan merupakan tahapan yang didalaya berisi tentang

beberapa dat dan rumus-rumus terstruktur untuk digunakan dalam tahapan proses perhitungan yang didapatkan dari proses pengumpulan data yang sudah dijelaskan sebelumnya. Untuk menentukan daya sendiri didapat dari pehitungan awal tentang gaya yang terjadi pada penampang pengaduk dengan langkah-langkah sebagai berikut:

Volume material yang akan di aduk

V =A .t =[1/4π(d luar penampang -d dalam penampang )] .t =[1/4π(0.8 m-0.4 m)] . 0.1

= 0.314 m 3

Gaya pada pengaduk tempurung kelapa

F =W/g

9.81 m/s

=21.6 kg Torsi yang bekerja pada mesin pengaduk tempurung kelapa T =F .r lengan pengaduk

=(21.6 kg) . 300 mm

=6480 kg.mm Daya yang dihasilkan

=0.798 kW ≈0.8 kW

Langkah-langkah pada perhitungan roda gigi kerucut adalah sebagai berikut:

1. Data spesifikasi untuk perencanaan roda gigi kerucut pada mixer limbah kelapa pembuat tegel. Daya,P

: 0.8 Kw

Putaran , n

: 120 rpm

Sudut tekan pahat , Ɵ

Asumsi pembesaran

Sudut poros

Perbandingan reduksi,i : 3.0 – 3.1

2. Daya rencana Pd (kW)

Pd

= 0.8 kW

3. Sudut kerucut jarak bagi δ 1 , δ 2 (°) ,dapat dilihat dari persamaan ….. 1= tan δ -1 (1/3)=18.43° δ 2= 90°- 18.43° = 71.61 °

Diameter lingkaran jarak bagi ujung luar ,dapat dilihat dari persamaan …..

d 1 = 2 x 80 sin18.43 = 45.67 mm

d 2 = 2 x 80 sin 71.61= 144.41 mm

4. Modul, ,dapat dilihat dari persamaan …..

m = 25.4/9 = 2.82, α o = 20°

5. Jumlah gigi ,dapat dilihat dari persamaan …..

Z 1 = 45.67/2.82 =16.607 ≈ 17 buah Z 2 = 144.41/2.82 = 51.2 ≈ 51 buah

Perbandingan gigi ,dapat dilihat dari persamaan …..

51 i= =3

6. Sudut kerucut jarak bagi (roda gigi standar) δ 1 ,δ 2 (°) ,dapat dilihat dari persamaan …..δ 1= tan -1 (17/51)=20.48° δ 2= 90°- 20.48° = 69.52 °

Diameter lingkaran jarak bagi (roda gigi standar) ,dapat dilihat dari persamaan …..

d 1 = 2 x 80 sin20.48 = 50.58 mm

d 2 = 2 x 80 sin 69.52= 142.009 mm

7. Kecepatan keliling ,dapat dilihat dari persamaan …..

v=

= 2.64 m/s

Gaya tangensial ,dapat dilihat dari persamaan …..

8. Kelonggaran puncak,dapat dilihat dari persamaan ….. ck=0.25x2.82=0.705 mm

kelonggaran belakang Co = 0

9. Factor perubahan kepala ,dapat dilihat dari persamaan …..

1 x 2 = 0.46 [1-(17/51)] =0.408 x 2 = -0.408

10. Tinggi kepala ,dapat dilihat dari persamaan …..

h k1 =(1+ 0.408 ) x2.82=3.97 mm

h k2 =(1- 0.408 ) x2.82= 1.66 mm

Tinggi kaki ,dapat dilihat dari persamaan …..

h f1 =(1- 0.408 ) x2.82 + 0.705= 2.36 mm

h f1 =(1+ 0.408 ) x2.82 + 0.707= 4.67mm

Kedalaman gigi penuh ,dapat dilihat dari persamaan …..

H = 2x 2.82 +0.705 =6.34 mm

11. Sudut kepala,dapat dilihat dari persamaan ….. k1 =tan Ɵ -1 (3.97/80) = 3.15°

Ɵ -1 =tan (1.66/80) = 1.32°

k2

Sudut kaki ,dapat dilihat dari persamaan ….. Ɵ f1 = tan -1 (2.36/80) = 1.87°

Ɵ f2 = tan -1 (4.67/80) = 3.7°

Sudut kerucut kepala ,dapat dilihat dari persamaan ….. δ k1 = 20.48 +3.15 =23.63°

δ k2 = 69.52 +1.32 =70.84 °

Sudut kerucut kaki ,dapat dilihat dari persamaan ….. δ f1 = 20.48 -1.87 =22.35° δ f2 = 69.52 -3.7= 73.22°

12. Diameter lingkaran kepala ,dapat dilihat dari persamaan …..

d k1 = 50.58 +2 x 3.88 x cos 20.48 =57.94 mm

d k2 = 142.01+2 x1.61xcos 69.52=143.49 mm

Jarak dari puncak sampai ouncak gigi luar ,dapat dilihat dari persamaan …..

X 1 = (142.01/2)-3.97 sin 20.48 = 69.75 mm

X 2 = (50.58/2)-1.66 sin 69.52 = 23.81 mm

Tebal lingkar gigi ,dapat dilihat dari persamaan ….. s 1 =(0.5π+2x0.408 tan 20°)x 2.82 =5.17 mm s 2 =(0.5π-2x0.408 tan 20°)x 2.82 =3.68 mm

13. Bahan roda gigi Bahan pinion S45C dan bahan gear S35C

Kekuatan tarik σ BP ,σ BG (kg/mm 2), dapat dilihat pada Tabel … σBP = 58 kg/mm2 σBG = 52 kg/mm2

Kekerasan permukaan gigi H BP ,H BG , dapa t dilihat pada Tabel …

H BP = 200

H BG = 175 Tegangan lentur yang diizinkan σ aP ,σ aG (kg/mm2), dapat dilihat pada Tabel ….. σ aP = 30 kg/mm2

σ aG = 26 kg/mm2

14. Factor dinamis ,kv = 0.90 ( dapat dilihat pada Tabel …..) Factor beban lebih,ko= 1.25 ( dapat dilihat pada Tabel …..) Factor ukuran,ks= ∜2.75/2.54 = 0.506 ( dapat dilihat pada

Tabel …..) Factor distribusi beban ,km = 1.35 ( dapat dilihat pada

Tabel …..) Factor geometri J1=0.190, J2=0.235 ( dapat dilihat pada

Tabel …..)

15. Beban lentur yang di izinkan ,dapat dilihat dari persamaan ….. F’ 0.9𝑥0.19

b1 =

5.3 x 2.82 x

=2.62 kg/mm

3.1 x 2.82 x

=1.53 kg/mm

16. Beban permukaan yang diizinkan per satuan lebar pada penampang rata-rata, ,dapat dilihat dari persamaan …..

2 50.58 F’H=49x 0.7𝑥0.079 x =1.16 kg/mm

b>= 30.909/1.16 = 26.64=27

17. 27/2.82=9.57<10,artinya baik . ,dapat dilihat dari persamaan …..

18. DP =9(m=2.82 mm) , α o = 20°, δ 1= 18.43°, δ 2 = 71.61 °,b=27, d 1 =

45.67 mm,

d 2 = 144.41 mm, X 1 = 69.75 mm,X 2 = 23.81 mm, δ k1 =23.63°,δ k2 =70.84 °, δ f1 =22.35°, δ f2 = 73.22°,

5 BAB V.SIMPULAN DAN SARAN

Berdasarkan perhitungan, maka data yang telah didapatkan dan dituangkan kedalam rangkaian rumus, di dapatkanlah dimensi dari rem cakram dengan data hasil perhitungan sebagai berikut :

1. Daya,P = 0.8 Kw

2. Putaran , n = 120 rpm

3. udut tekan pahat , Ɵ

4. Asumsi pembesaran

5. Sudut poros

6. Perbandingan reduksi,i = 3.0 – 3.1

7. Daya rencana Pd (kW) = 0.8 kW

8. Sudut kerucut jarak bagi δ 1 , δ 2 (°)

9. Diameter lingkaran jarak bagi ujung luar

d 1 = 45.67 mm

d 2 = 144.41 mm

10. Modul (m)

11. Sudut tekan ( α o )

12. Jumlah gigi Z 1 = 16.607 ≈ 17 buah Z 2 = 51.2 ≈ 51 buah

13. Sudut kerucut jarak bagi (roda gigi standar) δ 1 ,δ 2 (°)

14. Diameter lingkaran jarak bagi (roda gigi standar)

d 1 = 50.58 mm

d 2 = 142.009 mm

15. Kecepatan keliling V = 2.64 m/s

16. Gaya tangensial Ft = 30.909 kg

17. Kelonggaran puncak Ck = 0.705 mm

18. kelonggaran belakang Co = 0

19. Factor perubahan kepala x 1 = 0.408 x 2 = -0.408

20. Tinggi kepala

h k1 =3.97 mm

h k2 = 1.66 mm

21. Tinggi kaki

h f1 = 2.36 mm

h f1 = 4.67mm

22. Kedalaman gigi penuh H = 6.34 mm

23. Sudut kepala Ɵ k1 = 3.15° Ɵ k2 = 1.32°

24. Sudut kaki Ɵ f1 = 1.87° Ɵ f2 = 3.7°