MATA KULIAH DISAIN ELEMEN MESIN 3

MATA KULIAH
DISAIN ELEMEN MESIN 3
1. RODA GIGI LURUS (SPUR GEAR)
2. RODA GIGI MIRING (HELICAL GEAR)
3. RODA GIGI CACING (WORM GEAR)
4. RODA GIGI KERUCUT (BEVEL GEAR)

1

SPUR GEAR
RODA GIGI LURUS
OLEH:
War’an Rosihan, ST.,MT.

JURUSAN TEKNIK MESIN UNJANI

2

SPUR GEAR
• Digunakan untuk mentransmisikan daya dan
putaran antara 2 buah poros yang paralel.

• Gigi-gigi nya dipotong paralel terhadap sumbu
aksial dari poros
• Roda gigi yang lebih kecil disebut pinion dan
yang besar disebut gear

3

GAMBAR SPUR GEAR

4

GAMBAR SPUR GEAR (2)
Ada 2 macam pasangan Spur Gear:

• Eksternal gear
• Internal gear

PINION

GEAR

Eksternal Gear

Interternal Gear

5

Profil roda gigi
di dalam industri manufaktur banyak jenis roda gigi yang dipakai. Ada yang profil gigi
bentuk sikloide, ada yang evolvente, dan ada yang bentuknya dari sistem koordinat.
melukis profil gigi sikloide

6

Profil roda gigi (2)
•

melukis profil gigi Evolvente
Evolvente adalah suatu lengkung yang digambarkan oleh titik- titik yang dililitkan
pada suatu silinder.

7

TERMINOLOGI
• Number of teeth of
the gear (Nt)
• Diameter of pitch
circle (d)
• Center distance (c)

• Circular pitch (p)
• Diametral pitch (P)
8

Center of distance (c)

c

d p  dg
2

c

d p  dg
2
9

Circular pitch (p)
Jarak antar gigi yang diukur pada pitch circlenya yaitu jarak
satu titik pada gigi sampai titik pada gigi berikutnya pada
kedudukan yang sama.

p

 .d
Nt

p = circular pitch
Nt = jumlah gigi (buah)
d = diameter pitch circle

10

Diametral pitch (P)
Ukuran relatif dari gigi-gigi pada sebuah roda gigi

Jumlah gigi tiap inchi lengkungan roda gigi.

Nt
P
d
P = diametral pitch
Nt = jumlah gigi (buah)
d = diameter pitch circle

Untuk diameter yang sama,
semakin besar P maka jumlah
giginya akan semakin banyak
11

Diametral pitch (P)

Supaya kedua gear
dapat terhubung
maka harus
memiliki diametral
pitch (P) yang sama

Class

Lihat
halaman 534

Coarse
Medium coarse
Fine
Ultrafine

Diametral pitch,
pd, in.-1
1/2, 1, 2, 4, 6, 8, 10
12, 14, 16, 18

20, 24, 32, 48, 64,
72, 80, 96, 120, 128
150, 180, 200

12

Gear Tooth Action

DE : Line of action / pressure line
Φ : Pressure Angle
13

Hubungan Pitch dan Base Circle

rbp  rp cos 
rbg  rg cos 

14

TERMINOLOGI (2)

ro  rp  a
clearance  de  a
15

16

17

18

EKSTERNAL GEAR

1.d1  2 .d 2
1.r1  2 .r2
1.Nt1  2 .Nt 2

19

INTERNAL GEAR

1.d1  2 .d 2
1.r1  2 .r2
1.Nt1  2 .Nt 2

20

Velocity Ratio dan Diagram Kecepatan

Velocity Ratio

Angka Transmisi

2 n2 N t1 d1
rv 



1 n1 N t 2 d 2

1 n1 N t 2 d 2



i
2 n2 N t1 d1

Liat example 10-2 hal 528

21

Backlash
Different between toothspace and tooth width

22

Recommended Minimum Backlash
Center distance, cd , in.

Diametral

pitch
pd , in. -1

18
12
8
5
3
2
1.25

2

4

8
Backlash, bl , in.

16

32

0.005
0.006
0.007
-

0.006
0.007
0.008
0.010
0.014
-

0.009
0.010
0.012
0.016
0.021
-

0.014
0.016
0.020
0.025
0.034

0.028
0.033
0.042

23

Contact Length
Terjadinya contact dimulai
ketika addendum dari
driven/ follower (yang
digerakkan) memotong
pressure line dan berakhir
ketika addendum dari
driver (penggerak)
memotong pressure line

24

Contact Ratio




Perbandingan dari
contact length
dengan base pitch
Base pitch ialah jarak
antar gigi yang diukur
pada base circlenya
yaitu jarak satu titik
pada gigi sampai titik
pada gigi berikutnya
pada kedudukan yang
sama.

25

Umumnya gear didesain dengan contact ratio
antara 1:2 dan 1:6.

Apa yang terjadi jika contact ratio terlalu besar ?
1.

2.
3.

Kebisingan yang terjadi ketika gear beroperasi
rendah
Daya yang ditransmisikan jauh lebih tinggi.
Desain bantalan yang lebih kokoh.
26

2 n2 N t1 d1
rv 



1 n1 N t 2 d 2

1 n1 N t 2 d 2



i
2 n2 N t1 d1

27

28

Proses pembuatan roda gigi
• misalnya diketahui sebuah
roda gigi lurus dengan z = 30 gigi dan modulnya (m) 1,5.
• Diameter tusuk (Dt) = z.m
= 30.1,5
= 45 mm
• Diameter luar (Dl) = Dt + (2.m)
= 45 + (2.1,5)
= 48 mm
• Kedalaman gigi (h) = ha + hf
= (1.1,5) + (1,2.1,5)
= 3,3 mm
• Pisau yang digunakan adalh nomor 5
• Pembagian pada kepala pembagi bila ratio perbandingan
pembagiannya 40 : 1, maka:
Nc = 40/z
= 40/30
= 1 10/30
= 1 6/18

29

Pembuatan roda gigi (2)
b. Persiapkan peralatan dan perlengkapan yang diperlukan untuk pembuatan
roda gigi lurus.
c. Pasang blank roda gigi yang sudah terpasang pada mandril diantara dua
senter.
d. Setting pisau di tengah-tengah benda kerja dan lanjutkan setting pisau di
atas nol permukaan benda kerja.
e. Atur kedalaman pemakanan sesuai perhitungan.
f. Atur pembagian mengatur piring pembagi dan lengan untuk pembagian 30
gigi, dalam hal ini dari hasil perhitungan menggunakan piring pembagi
berjumlah 18.
g. Setelah yakin benar, bahwa posisi cutter di tengah-tengah benda kerja
geserlah meja longitudinal, naikkan meja setinggi depth of cut (h). Sesuai
perhitungan didapat 3,3 mm.
h. Putarkan engkol pembagi suatu putaran penuh untuk menghilangkan
backlash.
i. Hidupkan mesin dan lakukan pemotongan gigi.
j. Putarkan engkol pembagi untuk mendapatkan satu gigi.
k. Lakukan pemotongan hingga selesai satu gigi, ukurlah tebal gigi dengan
gear tooth vernier bila ternyata ada kekurangan aturkembali defth of cut.
l. Kemudian lakukan kembali pemotongan hingga selesai dengan
30
menggunakan gerakan meja secara otomatis.

31

32

Addendum : a
Dedendum : de
Clearance : c
33

34

Rangkaian Roda Gigi (gear trains)
Putaran roda gigi yang digerakkan n3 :

Nilai rangkaian roda gigi e :

N2
d2
n3 
n2 
n2
N3
d3

Perkalian jumlah gigi penggerak
e
Perkalian jumlah gigi yang digerakkan
Jumlah putaran roda gigi akhir dari rangkaian roda gigi akhir yang digerakkan
Dimana :

nL  enF

Catatan :
e positip bila roda gigi terakhir
searah dengan putaran roda
gigi penggerak

n2 = Jumlah putaran roda gigi 2 (pinion) (rpm)
n3 = Jumlah putaran roda gigi 3 (gear) (rpm)

N2 ; N3 = Jumlah gigi pinion dan gear (buah)

35

Rangkaian Roda Gigi Planet
(planetary gear train)
80T

Lengan
Rg
matahari

30T
4
2

3

20T

Rg
planet

5

n23  n2  n3

(b)

n53  n5  n3

(c)

n53 n5  n3

n23 n2  n3

(d)

Rg
cincin

Gambar 13-17
36

puteran lengan
didapat
maka

37

ANALISA GAYA

38

HUBUNGAN TORSI, DAYA & GAYA
TANGENSIAL

39

40

TEGANGAN-TEGANGAN PADA GIGI
Pertimbanganyang harus diperhatikan dalam perencanaan kapasitas roda gigi

F

Wt
t
l

t

2
l
t
2 
atau x 
t
x
4l
2

6Wt l Wt l
Wt 1 1
Wt p
Wt
Wt P
 2 

 2


2
2
4
Ft
F t 6l F t 4l 6 F  3 xp Fpy FY
41

MENAKSIR UKURAN RODA GIGI
1. Diameter puncak d (in)

N
d 
P

V 

2. Kecepatan garis puncak V (feet per minute)
3. Beban yang dipindahkan Wt (pound)

Wt

dn

12
3
3310 H

V

4. Faktor kecepatan Kv, Persamaan Barth untuk gigi yang
dipotong atau dimiil atau gigi yang dibentuk secara kasar

1200
Kv 
(1200  V )

5. Lebar muka gigi F (in)

Wt P
F
K vY p

6. Lebar muka gigi F (in) harus memenuhi 3p ≤ F ≤ 5p

Penyelesaian :

Reduksi 4 : 1 diambil pasangan gigi berjumlah 18 pinion 72 untuk gear
Pinion dengan gear bahannya sama,Faktor bentuk gigi Y = 0,29327 (tabel 13-3)
Bahan UNS G10400 mempunyai Sy = 84 kpsi dari tabel A-17, bila faktor keamaanan 4
maka tegangan lentur yang diizinkan p = 21 kpsi
Dari hasil perhitungan atau
penaksiran di samping, yang tepat
adalah :
P = 4 ; d = 4,5 in ; F = 3,14 in
Fmin = 2,36 in
F max 3,93 in

43

44

45

KEKUATAN LELAH
Batas ketahanan untuk bahan roda gigi dapat ditentukan sebagai berikut :

Se = ka . Kb . Kc . Kd . Ke . Kf . S’e
Dimana :
Se = Batas ketahanan gigi dari roda gigi
S’e = Batas ketahanan benda percobaan gelagar berputar = 0,5 Sut
ka = faktor permukaan (Lihat Gambar 13-25)
kb = faktor ukuran (persamaan 7-16)
kc = faktor keandalan (Tabel 13-10)
kd = faktor suhu (Persamaan 13-33)
ke = faktor modifikasi pemusatan tegangan = 1
kf`= faktor atas pengaruh-pengaruh yang lain = 1 (Tabel 13-11)
Tegangan rata-rata dan bolak-balik

a m 

Tegangan lentur gigi berdasarkan garis Goodman
yang dimodifikasi adalah :


2

2S e Sut

Sut  S e
46

Contoh soal :

Sepasang roda gigi reduksi 4 : 1, Daya motor H = 100 hp, putaran n 2 = 1120 rpm,
diperkirakan lebar gigi F = 3,5 in, Puncak diametral P = 4, Jumlah gigi pinion N 2 = 18
gigi, Jumlah gigi Roda gigi N3 = 72 gigi, roda gigi mempunyai tinggi penuh pada sudut
tekan  = 20o, jarak kebebasan C = 0,250/P, terbuat dari baja UNS G10400 yang
diberi perlakuan panas dan ditarik pada 1000 oF. Didasarkan pada kondisi
pemasangan yang rata-rata, benturan ringan pada mesin yang digerakkan, keandalan
95 %, Carilah faktor keamanan nG dan n terhadap suatu kegagalan lelah.
Solusi :

Bila d2 =4,5 in, V = 1319 fpm, Wt = 2501 lb maka Faktor kecepatan :

Kv 

50
50

 0,579
50  V
50  1319



 



Dari tabel 13-5 didapat faktor geometri J = 0,34810 dengan cara interpolasi

 0,35050  0,34404 
J 72  0,34404  
72  50  0,34810
85  50



Tegangan yang terjadi pada gigi :

47

48

ka

kb

kc
kd

kf
Km
Ko

49

ka

89

50

51

52

Benturan ringan

85
147
53

54

DAYA TAHAN PERMUKAAN
Kegagalan permukaan :
1. Aus (wear)
2. Sompelan (pitting)
3. Goresan (scoring) atau Gosokan (abrasion)
Teori Hertz :

55

Dimana :

1, 2 = koefisien gesek

F = Gaya tekan = Wt/cos 

E1, E2 = modulus elastisitas bahan

l = lebar muka F

d1, d2 = diameter puncak roda gigi 1 dan 2
Dengan mengganti pmax dengan H, maka tegangan tekan permukaan (surface
compressive stress (Hertzian Stress)):
1
1
r
r2
2
t
1
H
2
2
1
2



 
W
 
 F cos   1  

  1 


E1  
E2 









56

r1 dan r2 adalah jari-jari kelengkungan profil gigi, dan  adalah sudut tekan.

r1 

d p sin 
2

;

d G sin 
r2 
2

Perbandingan kecepatan (speed ratio) :

1 1
2  1
1 
 

 
r1 r2 sin   d P d G 

NG dG
mG 

NP dP

1 1
2 mG  1
 
r1 r2 sin  mG d P
Catatan :
Tanda egatif bahwa H
adalah suatu tegangan
tekan

Bagian kedua dari persamaan diatas
disebut koefisien elastis Cp
57

Faktor geometri untuk roda gigi luar

Faktor geometri untuk roda gigi dalam

Jadi tegangan tekan permukaan
58

KEKUATAN LELAH PERMUKAAN
Kekuatan lelah persinggungan yang
dimodifikasi yang disarankan AGMA :

59

Faktor modifikasi umur (Life modification factor) CL dipakai untuk menaikkan kekuatan
bila roda gigi dipakai untuk perioda waktu yang singkat Tabel 13-15
Faktor modifikasi keeandalan (reliability modofication factor) CR lihat Tabel 13-15

Faktor suhu (temperature factor) CT ≥ 1, bila suhu melampaui 250o F (pers. 13-33)

Faktor keamanan roda gigi :

Kekuatan lelah permukaan yang
dikoreksi :
Co = Ko = faktor beben lebih (tabel 13-12)
Cm = Km = faktor distribusi beban (tabel 13-13)
n = faktor keamanan beban

60

Contoh soal
Sepasang roda gigi reduksi 4 : 1, Daya motor H = 100 hp, putaran n2 = 1120 rpm,
diperkirakan lebar gigi F = 3,5 in, Puncak diametral P = 4, Jumlah gigi pinion N2 = 18 gigi,
Jumlah gigi Roda gigi N3 = 72 gigi, roda gigi mempunyai tinggi penuh pada sudut tekan  =
20o, jarak kebebasan C = 0,250/P, terbuat dari baja UNS G10400 yang dibeeri perlakuan
panas dan ditarik pada 1000o F. Didasarkan pada kondisi pemasangan yang rata-rata,
benturan ringan pada mesin yang digerakkan, keandlan 95 %, Carilah faktor keamanan nG
dan n terhadap suatu kegagalan lelah permukaan.

61

62

63

64

RODA GIGI MIRING
(HELICAL GEAR)

DOSEN :
WAR’AN ROSIHAN, ST., MT.
NID : 4121 478 68
NIDN : 0418076802
65

CIRI-CIRI RODA GIGI MIRING
1. Gaya tekan yang terjadi mempunyai 3 dimensi
(diagonal ruang)
2. Gigi-gigi tidak sejajar dengan sumbu putarnya
3. Mempunyai sudut kemiringan gigi
4. Roda gigi miring menurut sumbu poros yang
berpasangan dapat dibagi 2 jenis yaiyu :
1. Pasangan roda gigi miring dengan poros
yang sejajar
2. Pasangan roda gigi miring dengan poros
yang bersilang
66

Pasangan roda gigi miring dengan
poros yang sejajar

Pasangan roda gigi miring dengan
poros yang bersilang
67

PENGGUNAAN SISTEM TRANSMISI RODA GIGI MIRING

68

Pasangan roda gigi miring
dengan poros yang sejajar
1. Kinematika Roda gigi miring
a. Dipakai untuk memindahkan gerakkan
antara poros-poros yang sejajar
b. Sudut kemiringan gigi (helix-angel)
adalah sama pada setiap roda gigi
c. Kemiringan gigi pada pasangan roda
gigi haris berlawanan (pinion kekiri,
Gear-nya kekanan)
69

d. Bentuk gigi involut miring (involute helicoid)

e. Persinggungan awal adalah sebuah titik yang
berubah menjadi sebuah garis
f. Garis persinggungan pada pasangan roda
gigi miring adalah membentuk diagonal pada
muka gigi.
g. Persekutuan gigi secara pertahap
h. Pemindahan beban secara mulus
70

i.

Memindahkan beban yang besar pada putaran
tinggi
j. Perbandingan kontak kecil
k. Pasangan roda gigi miring memberi beban radial
dan aksial.
l. Beban aksial tinggi disarankan menggunakan
pasangan roda gigi miring ganda
m. Bila dua atau lebih roda gigi miring yang tunggal
dipasang pada poros yang sama, arah kemiringan
roda-roda gigi tersebut haruslah dipilih sedemikian
agar menghasilkan beban aksial yang minimum.

71

 = Sudut kemiringan
(helic angel)
ac = Jarak normal lengkung
puncak (normal circular
pitch ) ( pn )

ad = Jarak aksial puncak

(axial pitch) ( px )

72

Puncak diametral normal ( normal diametral pitch ) (Pn )

Hubungan antara sudut tekan arah normal( n ), sudut tekan
arah putaran ( t ) dan sudut kemiringan gigi (  ) adalah :

Ingat :
 = 0  R = D/2
 = 90o  R = 

Hubungan jumlah
gigi virtual dengan
jumlah gigi aktual

N’ = N/cos 
73

PERBANDINGAN GIGI
1.

2.
3.
4.

5.
6.

Roda gigi berpuncak halus ( P > 20 ) tidak ada standar untuk
perbandingan gigi roda gigi miring. (alasannya adalah lebih
murah merubah perencanaan sedikit dari pada
menyediakan peralataan yang khusus)
Roda gigi miring jarang dipakai secara saling-dapatdipertukarkan (interchangeably).
Perbandingan gigi berdasarkan sudut tekan normal 20o,
sesuai dengan tabel 13-1, cocok untuk kemiringan gigi
antara 0 – 30o
Susunan perbandingan khusus bisa didasarkan pada sudut
tekan melintang 20o dan memakai puncak diametral
melintang, sudut kemiringan ini dibatasi untuk 15, 23, 30
atau 45o (untuk  > 45o tidak disarankan)
Lebar muka disarankan F = 2px
Pengecualian atas aturan ini adalah roda gigi otomotif.
74

ANALISIS GAYA
PADA RODA GIGI MIRING
HUBUNGAN GAYA
TEKAN DENGAN
KOMPONEN GAYA
TEKAN

75

HUBUNGAN KOMPONEN GAYA TEKAN
DENGAN GAYA PUTAR

76

77

78

79

80

ANALISA KEKUATAN
PADA RODA GIGI MIRING
TEGANGAN TEKAN LENTUR :

TEGANGAN TEKAN PERMUKAAN;

81

FAKTOR KECEPATAN :

FAKTOR GEOMETRI (J) UNTUK RODA GIGI BERGIGI 75 :

82

FAKTOR PENGALI J UNTUK PASANGAN RODA GIGI
BUKAN BERGIGI 75 :

83

FAKTOR GEOMETRI I :

PEMBAGIAN BEBAN :

PUNCAK DASAR NORMAL :
PANJANG GARIS KERJA BIDANG MELINTANG :

rp & rG = jari-jari diameter puncak pinion & Gear
rbP & rbG = jari-jari diameter dasar pinion & Gear
84

85

86

87

88

89

90

91

92

93

94

RODA GIGI MIRING BERSILANG
Roda gigi miring, spiral yang
bersilang adalah roda-roda
gigi di mana garis tengah
sumbunya tidak sejajar
ataupun tidak berpotongan

95

CIRI-CIRI RODA GIGI MIRING BERSILANG
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.

Berbentuk silinder
Mempunyai persinggungan titik (point contact ) satu sama
lain, yang berubah menjadi persinggungan garis (line
contact) karena keausan gigi.
Dapat membawa beban sangat kecil
Dipakai untuk instrumen
Tidak disarankan untuk dipakai dalam memindahkan daya.
Sepasang roda gigi miring yang bersilang biasanya
mempunyai arah kemiringan yang sama
Puncak normal harus tetap dipakai
Bila sudut kemiringan yang berbeda dipakai untuk
penggerak dan yang digerakkan, puncak melintangnya tidak
sama
96

HUBUNGAN ANTARA SUDUT POROS DAN
KEMIRINGAN GIGI

 Adalah sudut poros.
Tanda (+) dipakai bila kedua sudut kemiringan berada
pada arah yang sama.
Tanda (-) bila kedua sudut kemiringan berada pada arah
berlawanan. (untuk porosnya kecil)
97

HUBUNGAN GAYA AKSIAL & ARAH KEMIRINGAN
GIGI MIRING BERSILANG

98

DIAMETER PUNCAK

Diameter puncak tidak dipakai untuk mendapatkan perbandingan
kecepatan sudut
Perbandingan kecepatan sudut didapat dari perbandingan jumlah
gigi.
99

Kecepatan luncur minimum didapat bila sudut kemiringannya
sama
Bila sudut kemiringan tidak sama, roda gigi dengan sudut
kemiringan lebih besar harus dipakai sebagai penggerak
Tidak ada standar perbandingan gigi roda gigi miring yang
bersilang
Perbandingan kontak berusaha harus mendapatkan 2 atau lebih.
Gigi miring yang bersilang biasanya dipotong dengan suatu sudut
tekan yang rendah dan gigi yang dalam.

100

RODA GIGI CACING
(WORM GEAR)
Susunan roda gigi cacing mempunyai
penutup tunggal atau ganda
Susunan roda gigi penutup tunggal adalah
roda gigi cacing dibungkus penuh oleh
cacing

Terjadi persinggungan bidang (area contact)
Susunan roda gigi penutup ganda adalah
roda gigi cacing dibungkus sebagian oleh
cacing
Terjadi persinggungan garis (line contact)

101

TATA NAMA RODA GIGI CACING

Pasangan cacing dengan roda gigi cacing
mempunyai arah kemiringan yang sama,
tetapi sudut kemiringannya agak berbeda
Sudut kemiringan pada cacing umumnya
agak besar, pada roda gigi cacing sangat
kecil
Sudut masuk () pada cacing dan sudut
kemiringan pada roda gigi G adalah sama
untuk sudut poros 90o.
Sudut masuk cacing () adalah
komplemen dari sudut kemiringan cacing
W.

Puncak dari susunan roda gigi cacing
adalah menyatakan puncak aksial (axial
pitch) px dari cacing
Jarak lengkung puncak pada arah
melintang ( tranverse circular pitch) pt
102

DIAMETER PUNCAK RODA GIGI CACING
NG = Jumlah gigi roda gigi
cacing

pt = Jarak lengkung puncak
pada arah melintang

DIAMETER PUNCAK CACING

C = Jarak pusat

dW = diameter puncak cacing

103

HUBUNGAN ANTARA
JARAK MAJU (Lead) L & SUDUT MASUK (Lead angle) 

NW = Jumlah lilitan

104

LEBAR MUKA GIGI RODA GIGI CACING
(Face width) FG
Lebar muka gigi FG roda gigi
cacing, harus dibuat sama dengan
panjang garis singgung lingkaran
puncak gigi cacing, antara titik-titik
perpotongannya dengan lingkaran
addendum

105

ANALISIS GAYA RODA GIGI CACING

106

Karena gaya-gaya pada cacing dan roda gigi cacing sama besar
dan berlawanan arah maka :
Dimana :

W = Gaya tekan dari
rodagigi
cacing

cacing

terhadap

WX = Komponen gaya tekan
dalam arah sumbu X

WY ; WZ = Komponen gaya tekan dalam arah sumbu Y & Z
WWt ; WWr ; WWa = Gaya tangensial, radial dan tangensial dari
roda gigi cacing terhadap cacing
WGt WGr ; WGa = Gaya angensial, radial dan aksial dari cacing
terhadap roda gigi cacing
107

Karena gaya tekan dari roda gigi terhadap cacing menghasilkan
gaya gesek maka :
Gaya gesek
Komponen Gaya gesek dalam
arah sumbu X negatif

= koefisien gesek
Komponen Gaya gesek dalam
arah sumbu Z positif

Jadi komponen gaya dalam arah sumbu X, Y dan Z dari roda gigi
cacing terhadap cacing ialah :

108

Hubungan WGt dengan WWt

Efisiensi pasangan roda gigi cacing

109

Hubungan VS & VW
Kecepatan Luncur Relatif secara vektoral adalah :

VS = VW  VG
110

111

Penyelesaian :

Diketahui : Cacing putaran kanan
NW = 2 lilitan, H = 1 hp, nW = 1200 rpm, NG = 30 gigi, P = 6 gigi/ in, dW = 2 in, F= 2,5 in, t
= 14,5o, koefisien gesek lihst kurva B dar gambar 14-17
Ditanya :
a) Px = ? ; C = ? ; L = ? ;  = ?
b) RA = ? ; RB = ? Dan T = ?

112

113

114

115

116

117

118

119

120

NILAI TEGANGAN DARI RODA GIGI CACING
TEGANGAN LENTUR :

PUNCAK LENGKUNG NORMAL :

121

122

123

•Rancanglah sistim transmisi sepasang roda gigi cacing

124

125

126

127

128

129

130

RODA GIGI KERUCUT

DISUSUN OLEH :
WAR’AN ROSIHAN, ST., MT.

131

RODA GIGI KERUCUT
MENURUT GIGI NYA DIBAGI :
A. RODA GIGI KERUCUT LURUS
B. RODA GIGI KERUCUT SPIRAL

(A)

(B)

132

KINEMATIKA
RODA GIGI KERUCUT LURUS
L

1. Roda gigi kerucut untuk memindahkan daya
antara poros yang berpotongan.
2. Sudut poros biasanya membentuk sudut 90o,
tetapi bisa juga untuk berbagai ukuran sudut
poros.
3. Gigi roda gigi kerucut dapat dibentuk dengan
cara dituang, di-milling, atau dibentuk.
4. Tata nama roda gigi kerucut
133

Tata nama roda gigi kerucut
1. Puncak roda gigi kerucut di ukur pada ujung
besar dari gigi.
2. Kedua puncak lengkung dan diameter
puncak diukur seperti roda gigi lurus.
3. Jarak kebebasan merata (uniform)
4. Sudut puncak () ditetapkan oleh pertemuan
kerucut puncak pada puncaknya.

134

Hubungan antara sudut puncak dengan Jumlah gigi pinion
dan roda gigi

 = Sudut puncak pinion
 = Sudut puncak Roda gigi

NP = Jumlah gigi pinion
NG = Jumlah gigi roda gigi
135

Hubungan jumlah gigi imajiner pada roda gigi, jari-jari punggung
kerucut dan jarak puncak lengkung

Dimana :
N’ = Jumlah gigi virtual (virtual number of the teeth)

p = Jarak puncak lengkung diukur pada ujung besar dri pada gigi
rb = jari-jari punggung kerucut

Catatan :

136

137

ANALISA GAYA
RODA GIGI KERUCUT

138

139

140

141

142

143

TEGANGAN & KEKUATAN LENTUR
RODA GIGI KERUCUT

 = Tegangan lentur gigi roda gigi kerucut lurus
Wt = Beban yang dipindahkan (Gaya putar)
P = Puncak diametral
Kv = Faktor kecepatan
F = Lebar gigi
J = Faktor geometri
144

145

DAYA TAHAN PERMUKAAN
RODA GIGI KERUCUT

146

147

148

149

150

151

152

153

RODA GIGI KERUCUT SPIRAL
1. Bentuk gigi spiral
2. Arah putaran (hand) dari spiral didapat
dengan menggunakan hukum tangan kanan.
3. Sudut spiral diukur pada jari-jari rata-rata
dari roda gig
4. Roda gigi kerucut spiral memberi aksi yang
lebih mulus dibanding roda gigi kerucut lurus
5. Sangat tepat untuk putaran tinggi
154

6. Bantalan aksi gesekan harus dipakai untuk menerima
beban aksial, karena beban ini lebih besar dibanding
pada roda gigi kerucut lurus.
7. Perbandingan muka-persinggungan (face contact
ratio) yaitu kemajuan muka gigi dibagi dengan jarak
lengkung puncak, paling tidak 1,25 untuk
mendapatkan aksi gigi spiral yang sebenarnya.
8. Sudut tekan 14,5o, 20o dan biasanya 35o
9. Arah putran spiral haruslah dipilih sedemikian rupa
agar bisa memisahkan roda gigi tersebut satu
terhadap lainnya dan tidak saing berdesakan, yang
dapat menyebabkan kemacetan.
10. Pada setiap keadaan, bantalan penumpu harus
selalu direncanakan tidak longgar atau tidak bergerak
dalam arah aksial.
155

156

157

158

ANALISA GAYA
RODA GIGI KERUCUT SPIRAL

Pinion spiral arah kanan dengan putran
pinion searah jarum jam dan untuk
spiral arah kanan dengan putaran pinion
brlawanan arah jarum jam

Pinion spiral arah kiri dengan putran
pinion searah jarum jam dan untuk
spiral arah kanan dengan putaran pinion
brlawanan arah jarum jam

159

160

161

162

163

164