analisa perencanaan roda gigi

36

BAB I
PENDAHULUAN

Latar Belakang
Peran gear dalam kendaraan maupun dunia industry sangat penting dalam menghubungkan atau meneruskan putaran daya yang dihasilkan dari proses energy kinetic menjadi energy mekanik. sehingga dengan kemajuan teknologi ,ilmu pengetahuan dan pertumbuhan penduduk maka tak hentinya manusia mengembangkan teknologi baru yang berbagai macam tipe dan lebih modern.
Pengembangan teknologi roda gigi sangat dibutuhkan untuk mengimbangi pertumbuhan teknologi, terutama sekali mesin yang ada kaitannya dengan transmisi roda gigi. Hal ini dapat dilihat pada pengembangan sistem pengoperasian roda gigi yang dimulai dengan sistem pengoperasian yang manual, semi otomatis dan otomatis.
Di dalam aplikasi penggunaan transmisi roda gigi sering dijumpai beberapa masalah, misalnya patah pada kepala roda gigi, ausnya lubang poros pada roda gigi dan timbulnya suara berisik pada roda gigi, maka diperlukan perencanaan roda gigi untuk mengatasi masalah yang terjadi pada transmisi roda gigi.

Perumusan Masalah
Permasalahan yang diangkat dalam perencanaan transmisi ini adalah untuk mengetahui hasil rancangan transmisi pada rpm 2500 dengan daya 235 ps.

Tujuan
Untuk mengetahui terjadinya keausan pada transmisi
Untuk megetahui efisiensi gear pada transmisi.
Untuk mengetahui penyebab patah kepala roda gigi

Batasan Masalah
Masalah yang muncul dapat diselesaikan dengan baik dan rancangan ini mencapai tujuan yang diinginkan , maka diperlukan batasan masalah yang meliputi antara lain:
Kendaraan yang dirancang HINO
Perhitungan dimensi utama dari transmisi
Gambar deal transmisi
Kecepatam perputaran
1.5 Manfaat
Manfaat perencanaan ini antara lain :
Mengembangkan rancangan transmisi yang dipengaruhi oleh daya dan putaran
Mengembangkan teori dan teknologi perencanaan transmisi roda gigi.
Meningkatkan kualitas keamanan dan kenyamanan suatu transmisi
1.6 Meteodologi Penulisan
Meteodologi yang digunakan untuk menyelesaikan rancangan ini adalah studi literature ,pengumpulan data, analisa dan pembahasan
1.7 Sistematika Laporan
Penulis pada perencanaan ini berdasarkan studi literatur, yaitu dasar-dasar teori perencanaan transmisi roda gigi dan rumus-rumus perencanaan transmisi roda gigi. Pada perencanaan transmisi roda gigi ini terdiri dari 4 (empat) bab. Pembagian isi setiap bab adalah sebagai berikut.
Bab I : Pendahuluan,
Bab ini berisikan tentang latar belakang perencanaan, tujuan perencanaan, batasan masalah, metodologi penulisan dan sistematika penulisan.

Bab II : Tinjauan pustaka,
Bab ini berisikan teori-teori tentang transmisi roda gigi, serta cara kerja unit transmisi roda gigi, pelumasan pada roda gigi dan rumus-rumus yang digunakan pada perencanaan roda gigi.
Bab III : Perhitungan roda gigi,
Bab ini berisikan tentang perhitungan jumlah roda gigi, diameter dan lebar roda gigi, perhitungan poros dan spline, perhitungan temperatur pada roda gigi.
Bab IV : Penutup,
Bab ini berisikan tentang kesimpulan dan saran.

mulai
mulai

Data
Data

Perhitungan Putaran ban P. Output transmsi Diameter. Jarak bagi Jumlah jarak bagi Diameter lingkaran kepala dan kaki Kecepatan keliling Gaya tangent sial Lebar gigi Roda gigi mundur Diameter poros input , output dan perantara Spline untuk poros input, output dan perantara Temperatur
Perhitungan
Putaran ban
P. Output transmsi
Diameter. Jarak bagi
Jumlah jarak bagi
Diameter lingkaran kepala dan kaki
Kecepatan keliling
Gaya tangent sial
Lebar gigi
Roda gigi mundur
Diameter poros input , output dan perantara
Spline untuk poros input, output dan perantara
Temperatur

Gambar
Gambar
Belum
Belum

Kesimpulan
Kesimpulan

Selesai
Selesai
Gambar 1.1. Diagram Alir Perencanaan Roda Gigi
Gambar 1.1. Diagram Alir Perencanaan Roda Gigi

BAB II
TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Pegertian Transmisi
Transmisi pada umumnya dimaksudkan adalah sebagai suatu mekanisme yang dipergunakan untuk memindahkan gerakan elemen mesin yang satu ke gerakan elemen mesin yang kedua.
Dalam kebanyakan hal poros akan sejajar satu sama lain. Tetapi garis sumbunya dapat juga saling memotong atau saling menyilang, ada juga kemungkinan poros itu terletak sejajar, seperti terlihat pada gambar 2.1

Gambar 2.1. Transmisi

Secara garis besar transmisi putar dapat di bagi atas :
a. Transmisi langsung, dimana sebuah piringan atau roda pada poros yang satu dapat menggerakkan roda yang serupa pada poros kedua melalui kontak langsung.

Dalam kategori ini termasuk roda gesek dan roda gigi, seperti terlihat pada gambar 2.2.

Gambar 2.1 : Perpindahan oleh dua buah roda.

Transmisi tidak langsung, perpindahan di mana suatu elemen sebagai penghubung antara sabuk atau rantai menggerakkan poros kedua. Transmisi jenis ini digunakan bilamana jarak antara kedua poros cukup besar, sebab kalau di terapkan perpindahan langsung, roda akan menjadi tidak praktis besarnya, seperti yang terlihat pada gambar 2.2

Gambar 2.2 : Perpindahan oleh sabuk atau rantai.
Pada roda gesek dan sabuk, yang memindahkan gerakan poros yang satu ke poros yang lain ialah gaya gesek. Keuntungannya ialah jika ada beban lebih akan terjadi slip, jadi gaya tersebut agak bekerja seperti kopling slip, karena sabuk bersifat elastic maka dapat meredam tumbukan dan getaran. Kerugiannya ialah jumlah putaran poros yang digerakkan tidak seluruhnya dapat di tentukan karena slip.
Pada roda gigi, rantai dan sabuk bergigi mempunyai sistem gigi sehingga gerakan menjadi dipaksakan atau tanpa terjadi slip. Dalam suatu sistem transmisi, roda gigi merupakan elemen yang paling banyak diterapkan karena cocok untuk memindahkan daya yang sangat besar pada kecepatan putaran tingi. Namun roda gigi memerlukan ketelitian yang lebih besar dalam pembuatan, pemasangan dan pemeliharaan.

2.2 Klasifikasi Roda Gigi
Menurut letak poros, arah putaran dan bentuk jalur gigi, roda gigi diklasifikasikan menjadi tiga yaitu :
1. Roda Gigi Dengan Poros Sejajar.
Adalah roda gigi di mana giginya berjajar pada dua bidang silinder (jarak bagi lingkaran), kedua bidang tersebut bersinggungan dan yang satu menggelinding pada yang lain dengan sumbu yang tetap sejajar.
Roda Gigi Lurus.
Merupakan roda gigi paling dasar dengan jalur gigi yang sejajar poros. Pembuatannya paling mudah, tetapi menghasilkan gaya aksial sehingga cocok di pilih untuk gaya keliling besar. Namun memiliki sifak bising pada putaran tinggi. Dapat di lihat pada gambar 2.3.

Gambar 2.3 : Roda gigi lurus.

Roda Gigi Miring.
Mempunyai jalur gigi yang membentuk ulir pada jarak bagi lingkar. Pada roda gigi miring, jumlah pasangan gigi saling membuat perbandingan kontak yang lebih besar dari pada roda gigi lurus, sehingga pemindahan putaran dapat berlangsung dengan halus, sangat cocok untuk mentransmisikan putaran tinggi dan beban besar.
Roda gigi miring memerlukan kotak roda gigi yang lebih kokoh, karena jalur gigi yang berbentuk ulir tersebut menimbulkan gaya reaksi yang sejajar dengan poros, seperti yang terlihat pada gambar 2.4.

Gambar 2.4 : Roda gigi miring.

Roda Gigi Miring Ganda.
Mempunyai jalur gigi yang membentuk ulir pada jarak bagi lingkar yang lebih luas dari pada gigi lurus. Roda gigi ini dapat memindahkan perbandingan reduksi, kecepatan keliling dan daya yang besar, tetapi pembuatannya agak sukar, seperti terlihat pada gambar 2.5.

Gambar 2.5 : Roda gigi miring ganda.

d. Roda Gigi Dalam.
Dipakai jika diinginkan alat transmisi dengan ukuran kecil, dengan perbandingan reduksi besar karena pinyon terletak di dalam roda gigi. Baik untuk mentransmisikan putaran dengan ruduksi yang besar, seperti pada gambar 2.6.

Gambar 2.6 : Roda gigi dalam.

e. Pinyon dan Batang Bergigi.
Pasangan antara batang bergigi dan pinyon di gunakan untuk merubah gerakan putaran menjadi gerak lurus atau sebaliknya gerak lurus menjadi gerak putar, seperti pada gambar 2.7.

Gambar 2.7 : Pinyon dan batang bergigi.

2 Roda Gigi Dengan Sumbu Berpotongan.
Bentuk dasarnya adalah dua buah kerucut dengan puncak gabungan yang saling menyinggung menuru sebuah garis lurus.
Roda Gigi Kerucut Lurus.
Roda gigi kerucut lurus dengan gigi lurus adalah yang paling banyak di buat dan paling sering digunakan tetapi sangat berisik karena perbandingan kontaknya yang kecil. Konstruksi tidak memungkinkan pemasangan bantalan pada kedua ujung poros – porosnya, seperti pada gambar 2.8.

Gambar 2.8 : Roda gigi kerucut lurus.
Roda Gigi Kerucut Spiral.
Mempunyai perbandingan kontak yang lebih besar dari pada roda gigi kerucut lurus, sehingga dapat meneruskan putaran tinggi dan beban besar. Sudut poros roda gigi kerucut spiral biasanya di buat 90 Derajat, seperti pada gambar 2.9.

Gambar 2.9 : Roda gigi kerucut spiral.

Roda Gigi Permukaan.
Cocok untuk memindahkan daya besar, namun berisik pada putaran tinggi karena perbandingan kontaknya yang kecil, lihat gambar 2.10.

Gambar 2.10 : Roda gigi permukaan.

3 Roda Gigi Poros Bersilang.
Bentuk dasarnya ialah dua buah silinder atau kerucut yang letak porosnya saling bersilangan satu sama lain.

Roda Gigi Miring Silang.

Roda gigi miring silang mempunyai perbandingan bidang kontak yang besar sehingga cocok mentransmisikan putaran tinggi, lihat pada gambar 2.11

Gambar 2.11 : Roda gigi miring bersilang.

Roda Gigi Cacing Silindris.
Dapat meneruskan putaran dengan perbandingan reduksi yang besar namun berisik pada putaran tinggi, lihat pada gambar 2.12.

Gambar 2.12 : Roda gigi cacing silindris.

Roda Gigi Cacing Globoid.
Dapat meneruskan putaran dengan perbandingan reduksi yang besar dan mampu mentransmisikan daya yang lebih besar bila di bandingkan dengan roda gigi cacing silindris karena roda gigi cacing globoid mempunyai perbandingan kontak yang lebih besar, seperti pada gambar 2.13.

Gamabar 2.13 : Roda gigi cacing globoid.

Roda Gigi Hipoid.
Mempunyai jalur gigi yang berbentuk spiral pada bidang kerucut yang sumbunya bersilang dan pemindahan daya pada permukaan gigi berlangsung secara meluncur dan menggelinding, lihat pada gambar 2.14.

Gambar 2.14 : Roda gigi hipoid.

2.3 Nama – Nama Bagian Roda Gigi.
Nama – nama bagian roda gigi dapat dilihat pada gambar 2.6 di bawah ini, sedangkan ukuran gigi dinyatakan dengan " Jarak Bagi Lingkar ", jarak sepanjang lingkaran jarak bagi antara profil dua gigi yang berdekatan.
Jika jarak lingkaran bagi dinyatakan dengan d (mm), dan jumlah gigi z, maka jarak bagi lingkar t (mm) dapat ditulis sebagai berikut :
t = Π x d ……………………………………………….. ( 2 . 1 )
z
Jadi, jarak bagi lingkar adalah keliling lingkaran jarak bagi dibagi dengan jumlah gigi.
Dengan demikian ukuran gigi dapat ditentukan dari besarnya jarak bagi lingkar tersebut. Namun, karena jarak bagi lingkar selalu mengandung faktor Π, pemakaianya sebagai ukuran gigi kurang praktis. Untuk mengatasi hal ini, diambil ukuran yang di sebut "modul" dengan lambang m, di mana :
m = ……………………………………………….. ( 2 . 2 )

Gambar 2.6 : Bagian – bagian roda gigi.

Dengan cara ini, maka dapat ditentukan sebagai bilangan bulat atau bilangan pecahan yang lebih praktis. Maka modul dapat menjadi ukuran gigi.

Keterangan gambar :
Lingkaran jarak bagi (Pitch circle) yaitu lingkaran imajiner yang dapat memberikan gerakan yang sama seperti roda gigi sebenarnya.
Tinggi Kepala (Addendum) yaitu jarak radial gigi dari lingkaran jarak bagi ke puncak kepala.
Tinggi kaki (Dedendum) yaitu jarak radial gigi dari lingkaran jarak bagi ke dasar kaki.
Lingkaran kepala (Addendum circle) yaitu gambaran lingkaran yang melalui puncak kepala dan sepusat dengan lingkaran jarak bagi.
Lingkaran kaki (Dedendum circle) yaitu gambaran lingkaran yang melalui dasar kaki dan sepusat dengan lingkaran jarak bagi.
Lebar gigi (Tooth space) yaitu sela antara dua gigi yang saling berdekatan.
Tebal gigi (Tooth thickness) yaitu lebar gigi antara dua sisi gigi yang berdekatan.
Sisi kepala (Face of the tooth) yaitu permukaan gigi di atas lingkaran jarak bagi.
Sisi kaki (Flank of the tooth) yaitu permukaan gigi di bawah lingkaran jarak bagi.
Lebar gigi (Face width) yaitu lebar gigi pada roda gigi secara paralel pada sumbunya.

2.4 Cara Kerja Roda Gigi.
Cara kerja dari suatu unit transmisi roda gigi akan di jelaskan dengan berpedoman pada gambar. Pada gambar akan terlihat berbagai posisi dari roda gigi yang menghasilkan kombinasi yang berlainan sesuai dengan yang di inginkan. Perlu juga di perhatikan pada gambar bahwa roda gigi pembanding utama dan poros gigi counter tidak pernah di lepaskan hubungannya.
Cara pergantian kombinasi roda gigi adalah dengan cara menggerakkan roda gigi yang diinginkan secara aksial terhadap spline pada poros output hingga terjadi hubungan antara roda gigi. Mekanisme kerja masing – masing roda gigi di jabarkan sebagai berikut:

1. Gigi pertama.
Pada gigi pertama ini, Jika tuas ditarik ke belakang maka gear selection fork akan menghubungkan unit sincromesh untuk berkaitan dengan gigi tingkat 1. Posisi 1 akan menghasilkan putaran yang lambat tetapi momen pada poros out put besar
Gambar 2.16 : Cara kerja transmisi roda gigi pada gigi pertama.

Poros inputPosisi 1 :
Poros input
Aliran tenaga : roda gigi pembanding utama
Poros uutputporos gigi counter roda gigi pembanding 1 Roda gigi tingkat 1
Poros uutput
unit sincromesh

2. Gigi kedua.
Pada gigi kedua, Tuas didorong ke depan menggerakkan gear selector fork sehingga unit sincromesh berhubungan dengan roda gigi tingkat no 2. Posisi 2 putaran poros out put lebih cepat dibanding pada posisi 1 ,seperti terlihat pada gambar 2.17.

Gambar 2.17 : Cara kerja transmisi roda gigi pada gigi ke dua.
Poros input
Poros uutput
unit sincromesh
3. Gigi ketiga.
Pada gigi ketiga, Jika tuas ditarik ke belakang maka gear selection fork akan menghubungkan unit sincromesh untuk berkaitan dengan gigi tingkat 3. Posisi 3 akan menghasilkan putaran yang cepat dibanding posisi 2, seperti terlihat pada gambar 2.18.

Gambar 2.18 : Cara kerja transmisi roda gigi pada gigi ketiga.

Poros input
Poros uutput
unit sincromesh

4. Gigi keempat.
Pada gigi ini, roda gigi tingkat 4 disejajarkan dengan roda gigi pembanding 4 sehingga terjadi kontak gigi tingkat 4 dengan roda gigi pembanding 4.

Dengan aliran putaran dayanya adalah :
Tuas didorong ke depan menggerakkan gear selector fork sehingga unit sincromesh berhubungan dengan roda gigi tingkat no 4. Posisi 4 putaran poros out put lebih cepat dibanding pada posisi 3 pada gambar 2.19.

Gambar 2.19 : Cara kerja transmisi roda gigi pada gigi keempat.

Poros input
Poros uutput
unit sincromesh

5.Gigi kelima
Pada gigi ini, roda gigi tingkat 5 disejajarkan dengan roda gigi pembanding 5 sehingga terjadi kontak gigi tingkat 5 dengan roda gigi pembanding 5.

Dengan aliran putaran dayanya adalah :
Tuas ditarik ke belakang menggerakkan gear selection fork sehingga unit sincromesh berhubungan dengan roda no 5. Transmisi pada posisi gigi lima kecepatanya paling tinggi tetapi momen yang dihasilkan pada poros out put paling kecil Seperti terlihat pada gambar 2.19.

Gambar 2.20 : Cara kerja transmisi roda gigi pada gigi kelima.

Poros input
Poros uutput
unit sincromesh

6. Gigi mundur.
Pada gigi ini, roda gigi tingkat R disejajarkan dengan roda gigi pembanding R sehingga terjadi kontak gigi tingkat R dengan roda gigi pembanding R.
Maka aliran putaran dayanya :
Tuas didorong ke depan menggerakkan gear selection fork sehingga unit sincromesh berhubungan dengan roda gigi R. Antara roda gigi R dan roda gigi pembanding dipasangkan roda gigi idel (idler gear) yang menyebabkan putaran poros input berlawanan arah dengan poros out put, seperti pada gambar 2.20.

Gambar 2.20 : Cara kerja transmisi roda gigi pada gigi mundur.

Poros inputPosisi R :
Poros input
Poros uutputporos gigi counter roda gigi pembanding R Roda gigi tingkat R
Poros uutput
unit sincromesh

2.5. Pengertian Poros
Poros adalah bagian terpenting dari sebuah mesin yang berfungsi untuk meneruskan tenaga bersama-sama dengan putaran. Poros memegang peran paling utama dalam transmisi karena itu kita harus terlebih dahulu mengetahui bentuk-bentuknya.
Macam-macam poros :
Poros yang dipakai untuk meneruskan daya diklasifikasikan menurut pembebanannya sebagai berikut :
1. Poros transmisi
Poros macam ini mendapat beban puntir murni atau puntir lentur. Daya yang ditransmisikan kepada poros ini melalui kopling, roda gigi, sabuk atau sproket, rantai dan lain-lain.
2. Spindel
Poros transmisi yang relatif pendek, seperti poros utama mesin perkakas, dimana beban utamanya berupa puntiran, disebut spindle. Syarat yang harus dipenuhi poros ini adalah deformasinya harus kecil dan bentuk serta ukurannya harus teliti.
3. Gandar.
Jenis poros ini merupakan poros yang dipasang antara roda-roda kereta barang dimana tidak mendapat beban puntir, bahan kadang-kadang tidak boleh berputar, disebut gandar. Gandar ini hanya mendapat beban lentur, kecuali jika digerakkan oleh penggerak mula dimana akan mengalami beban puntir.
Menurut bentuknya, poros dapat digolongkan atas poros lurus umum, poros engkol sebagai poros utama penggerak mesin torak, dan lain-lain.

Hal-hal penting dalam perencanaan poros.
Untuk merencanakan sebuah poros, perlu diperhatikan hal-hal sebagai berikut:
1. Kekuatan poros
Suatu poros transmisi dapat mengalami beban puntir atau beban lentur atau gabungan antara puntir dan lentur. Juga ada poros yang mendapat beban tarik atau tekan seperti poros baling-baling kapal atau turbin. Pengaruh kosentrasi tegangan kalau poros diperkecil (poros bertangga) atau bila mempunyai alur pasak, harus diperhatikan. Sebuah poros harus direncanakan untuk dapat menahan beban-beban yang tersebut diatas.
2. Putaran kritis
Bila putaran suatu mesin dinaikkan maka pada harga putaran tertentu dapat terjadi getaran. Putaran ini disebut putaran kritis. Hal ini dapat terjadi pada turbin, motor torak, motor listrik dan dapat mengakibatkan kerusakan pada poros bagian-bagian lainnya. Jika mungkin poros harus direncanakan sedemikian rupa hingga putaran kerjanya lebih rendah dari putaran kritisnya.

3. Korosi.
Bahan-bahan tahan korosi harus dipilih untuk poros propeler dan pompa bila terjadi kontak dengan fluida yang korotif. Demikian pula untuk poros-poros yang terancam kavitasi, dan poros-poros mesin yang sering terhenti lama. Sampai batas-batas tertentu dapat pula dilakukan perlingdungan terhadap korosi.
4. Bahan poros.
Poros untuk mesin biasanya menggunakan bahan dari baja batang yang ditarik, baja karbon kontruksi mesin (bahan S-C) yang dihasilkan dari inggot yang di "kill" (baja yang dioksidasi dengan ferro silicon dan dicor, kadar karbon terjamin)

Gambar 2.1 Poros dengan berbagai ukuran
Pada perhitungan nantinya poros yang digunakan adalah dari bahan JIS G 4501 S 55 C dengan Kekuatan tarik 66 Kg/mm2

2.5 Rumus – Rumus yang di Gunakan Pada Perencanaan Roda Gigi.
1. Perencanaan poros
Dalam perencanaan poros pada transmisi roda gigi di ketahui daya dan putaran mesin, jika daya yang akan ditransmisikan adalah daya normal maka harga faktor koreksi (Fc) adalah 1,0 – 1,5 (Menurut buku Sularso, 1983, hal 7). Maka daya rencana dihitung menurut persamaan berikut :
= ….………………………………… ( 2 . 3 )
Di mana :
= Daya yang ditransmisikan (kW).
= Faktor koreksi.
= Daya rencana (kW).
Sedangkan momen puntir/ torsi yang terjadi dihitung menurut persamaan berikut:
= …………..……………………( 2 . 4 )

Di mana :
= Momen puntir/ torsi (kg.mm).
= Putaran poros (rpm).
Bahan poros untuk mesin biasanya dibuat dari baja batang yang ditarik dingin dan difinis, bahan karbon konstruksi mesin (di sebut bahan S – C) yang dihasilkan dari ingot yang di kill (Baja yang di deoksidasikan dengan ferrosilikon dan di cor; kadar karbon terjamin), meskipun demikian bahan ini kelurusannya kurang tetap dan dapat mengalami deformasi karena tegangan yang kurang seimbang misalnya bila diberi alur pasak karena ada tegangan sisa di dalam terasnya. Tetapi penarikan dingin membuat permukaan poros menjadi keras dan kekuatannya bertambah besar.Standar dan macam bahan poros dapat dilihat pada ( Tabel 2.1 ) .
Tabel 2.1 : Baja karbon untuk konstruksi mesin dan baja batang yang difinis dingin untuk poros.

Standar dan macam
Lambang
Perlakuan panas
Kekuatan tarik
(kg/ mm2)
Keterangan
Baja karbon kontruksi mesin
(JIS G 4501)
S30C
S35C
S40C
S45C
S50C
S55C
Penormalan
Penormalan
Penormalan
Penormalan
Penormalan
Penormalan
48
52
55
58
62
66

Batang baja yang di finis dingin
S35C-D
S45C-D
S55C-D
-
-
-
53
60
72
Ditarik dingin, digerinda, dibubut, atau gabungan antara hal-hal tersebut
Sumber : Sularso dan Kiyatkatshu Saga, Dasar-dasar perencanaan dan pemeliharaan elemen mesin
(Lit 1 hal. 3)
Sedangkan faktor keamanan terbagi atas 2 macam yaitu :
Faktor keamanan 1 (Sf1) untuk baja karbon (SC) adalah : 6,0.
Faktor keamanan 2 (Sf2) untuk pembuatan spline pada poros adalah : 1,3 – 3,0.
Maka tegangan geser yang terjadi dihitung menurut persamaan berikut :
= ………………………………….( 2 . 5 )
Di mana :
= Tegangan geser (kg/ mm2).
= Tegangan tarik bahan (kg/ mm2).
Dengan diperolehnya tegangan geser, maka diameter poros dapat dihitung sebagai berikut :

= …………………………… ( 2 . 6 )
Di mana :
= Diameter poros (mm).
= Faktor koreksi momen puntir (1,0 – 1,5).
= Faktor koreksi akibat beban lentur (1,2 – 2,3).

2. Perhitungan putaran output dan perbandingan roda gigi
Dalam perhitungan ini, direncanakan batas – batas kendaraan angkutan untuk tiap kecepatan yaitu V1, V2, V3, V4 dan VR. Untuk perencanaan di ambil suatu harga standar ukuran ban di mana :
= Ukuran velg racing adalah 16 inchi.
= Ukuran tebal ban adalah 7 inchi.
Maka :
= ……………………… ( 2 . 7 )
Di mana :
= Diameter ban standar (m).
Perhitungan putaran ban untuk masing – masing tingkat kecepatan adalah :
= ………………………………… ( 2 . 8 )
Di mana :
= Putaran ban (rpm).
= kecepatan kendaraan (m/s).
Untuk putaran output transmisi untuk tiap tingkat kecepatan dapat dihitung dengan persamaan sebagai berikut :
= ………………………………… ( 2 . 9 )
Di mana :
= Putaran output transmisi (rpm).
= Perbandingan reduksi differensial pada bagian gardan.
Dari hasil perhitungan di atas dapat ditentukan perbandingan roda gigi reduksi, dengan rumus sebagai berikut :
= ……………………….………. ( 2 . 10 )
Di mana :
= Perbandingan reduksi roda gigi.

3. Perhitungan pada roda gigi untuk tiap tingakat kecepatan
Sebelum melakukan perhitungan, terlebih dahulu di rencanakan jarak sumbu poros antara roda gigi, setelah itu dapat ditentukan diameter jarak bagi dengan persamaan berikut :
=

= …………………………..…. ( 2 . 11 ) Di mana :
= Diameter jarak bagi roda gigi 1 (mm).
= Diameter jarak bagi roda gigi 2 (mm).
Untuk perhitungan jumlah roda gigi pada roda gigi maka dirumuskan sebagai berikut:
= ……………………………………... ( 2 . 12 )

Di mana :
= Jumlah gigi pada roda gigi (buah).
= Diameter jarak bagi (mm).
= Modul gigi (mm).

Harga modul diambil dari tabel harga modul standar JIS B 1701 – 1973 (Buku Sularso, 1983, hal 216).
Perhitungan diameter lingkaran kepala dapat menggunakan rumus berikut :
= …………………………….... ( 2 . 13 )

Di mana :
= Diameter lingkaran kepala (mm).
Untuk perhitungan diameter lingkaran kaki dapat dihitung dengan menggunakan rumus sebagai berikut :
= ……………………… ( 2 . 14 )
Di mana :
= Diameter lingkaran kaki (mm).
α = Sudut tekan (Derajat).
Kecepatan keliling dapat di hitung dengan persamaan sebagai berikut :
= ……………………… ( 2 . 15 )
Di mana :
= Kecapatan keliling untuk tiap roda gigi (m/s).
= Diameter jarak bagi untuk tiap roda gigi (mm).
= Putaran poros (rpm).
Gaya tangensial dapat dihitung dengan rumus sebagai berikut :
= ……………………………… ( 2 . 16 )
Di mana :
= Gaya tangensial (kg).
= daya rencana (kW).
Setelah itu kita dapat melakukan perhitungan beban lentur, dalam perhitungan beban lentur ini perlu diketahui faktor bentuk gigi (Y) yang diperoleh dari tabel faktor bentuk gigi (Buku Sularso, 1983, hal 240) yang merupakan harga untuk profil gigi standar dengan sudut 200.

Bahan untuk kontruksi roda gigi dapat di lihat pada ( Tabel 2.2 ).
Tabel 2.2 : Jenis – jenis bahan roda gigi.
Bahan
Lambang
Kekuatan tarik
σB (kg/ mm2)
Kekerasan (Brinell)
HB
Tegangan lentur yang di izinkan
σA (kg/ mm2)
Besi cor
FC 15
FC 20
FC 25
FC 30
15
20
25
30
140 – 160
160 – 180
180 – 240
190 – 240
7
9
11
13
Baja cor
SC 42
SC 46
SC 49
42
46
49
140
160
190
12
19
20
Baja karbon
utk konstruksi mesin
S 25 C
S 35 C
S 45 C
45
52
58
123 – 183
149 – 207
167 – 229
21
26
30
Baja paduan
dgn pengerasan
kulit
S 15 K

SNC 21
SNC 22
50

80
100
400
(di celup dingin dlm
minyak)
600
(di celup dingin dlm
minyak)
30

34 – 40
40 - 55
Sumber : Sularso dan Kiyatkatshu Saga, Dasar-dasar perencanaan dan pemeliharaan elemen mesin (Lit 1 hal. 241)
Untuk harga beban lentur ditentukan dengan rumus berikut :
= …………….………. ( 2 . 17 )
Di mana :
= Beban lentur (kg/mm).
= Tegangan lentur yang diizinkan (kg/mm2).
= Faktor bentuk gigi.
= Faktor dinamis.
Sedangkan harga faktor dinamis diambil dari tabel faktor dinamis (Buku Sularso, 1983, hal 240), di mana harganya ditentukan berdasarkan tingkat kecepatan pada tiap roda gigi, di mana untuk kecepatan rendah dapat menggunakan rumus
( Pers. 2 . 18 ) di bawah ini :
Tabel 2.1 Faktor dinamis (fv) yang digunakan yang digunakan :

Kecepatan
V (m/s)
fv
Kecepatan rendah
0,5 – 10

Kecepatan sedang
5 – 20

Kecepatan tinggi
20 – 50

Sumber : Sularso dan Kiyatkatshu Saga, Dasar-dasar perencanaan dan pemeliharaan elemen mesin
(Lit 1 hal. 240)

Dengan diperolehnya harga beban lentur, maka lebar gigi dapat dihitung dengan rumus sebagai berikut :
= ……………………………. ( 2 . 19 )
Fb
Di mana :
= Lebar gigi (mm).
= Gaya tangensial (kg).
= Beban lentur (kg/mm).
Dan untuk mencari diameter lingkaran jarak bagi yang sebenarnya adalah :
= …………………….……… ( 2 . 20 )

4. Perhitungan Spline
Dalam analisa perhitungan spline, ditentukan jumlah spline yang direncanakan, ukuran spline dihitung berdasarkan ukuran diameter poros yang terdiri dari pasak penggerak/poros input trasmisi, poros perantara transmisi roda gigi mundur dan poros output transmisi/poros yang digerakkan.
Gaya tangensial total yang terjadi pada poros dirumuskan sebagai berikut :
= ……………………………… ( 2 . 21 )
Di mana :
= Gaya tangensial total pada poros (kg)
= Torsi/momen puntir (kg . mm)
= Diameter poros (mm)

Sedangkan besarnya gaya tangensial yang bekerja pada tiap spline dirumuskan sebagai berikut:
= ……………………………………… ( 2 . 22 )
Di mana :
= Gaya tangensial yang bekerja pada tiap spline (kg)
= Jumlah Spline yamg direncanakan (buah)

Berdasarkan tabel ukuran pasak dan alur pasak (Sularso, kiyokatsu suga ,Elemen mesin) tentang ukuran standar pasak yang dapat dijadikan acuan dalam menentukan ukuran spline karena adanya persamaan prinsip kerja pada keduanya sehingga ukuran utama spline berdasarkan ukuran diameter poros yang diketahui dapat ditentukan yaitu lebar spline, tinggi spline, kedalaman alur spline dan kedalaman alur spline pada roda gigi.
Maka ukuran panjang spline dari hasil perhitungan dapat dirumuskan sebagai berikut :
……………………....……… ( 2 . 23 )
Di mana :
= Panjang alur spline (MM)
= Tekanan permukaan yang diizinkan (kg/mm2)
= Kedalaman alur spline (mm)
Harga untuk poros berdiameter besar adalah 10 kg/mm2. Perlu diperhatikan bahwa lebar pasak sebaiknya antara 0,25 – 0,35 dari diameter poros dan panjang spline sebaiknya antara 0,75 – 1,5 dari diameter poros

5. Perhitungan temperatur
Untuk menentukan temperatur nyala yang diizinkan untuk pelumas pada sistem transmisi roda gigi dapat dirumuskan sebagai berikut :
= ……………………… ( 2 . 24 )
Di mana :
= Temperatur nyala yang di izinkan untuk pelumas pada roda
gigi ,0c
= Koefisien viskositas pelumas.
= Faktor kekerasan permukaan roda gigi.
Sedangkan untuk menentukan harga koefisien viskositas pelumas dapat dirumuskan sebagai berikut :
Cn = ………………………….….. ( 2 . 25 )
Di mana :
= derajat engler apda pelumas pada temperatur 500C.

Untuk mengetahui harga E untuk setiap jenis pelumas dapat di cari pada tabel 16.1 tentang jenis – jenis minyak pelumas (Buku Sularso, 1983, hal 305) dan tabel 16.5 tentang konversi harga E menurut DIN 51560 (Buku Sularso,1983, hal 310).
Dalam perencanaan transmisi roda gigi ini digunakan minyak pelumas yang mempunyai harga viskositas temperatur 500C yaitu harga E yaitu 12,02.
Untuk menentukan harga faktor kekerasan roda gigi di rumuskan sebagai berikut :
= …………………………….. ( 2 . 26 )

Di mana :
= Harga faktor kekerasan roda gigi.
= Harga kekerasan roda gigi.
Sedangkan harga kekerasan roda gigi di rumuskan sebagai berikut :

= …………………………….. ( 2 . 27 )

Dimana :
= Harga kekerasan roda gigi 1 (µ).
= Harga kekesan roda gigi 2 (µ).

Berdasarkan standar yang telah ditentukan bahwa roda gigi yang digerinda dan dihaluskan dengan baik mempunyai harga S = 0,25 – 0,5 (µ). Sedangkan roda gigi yang bermutu baik dalam perdagangan mempunyai harga S = 0,6 – 0,9 (µ).
Dalam perencanaan ini digunakan roda gigi yang bermutu baik dalam perdagangan dengan harga S1= S2 = 0,8 (µ).

2.6 Pelumasan Pada Transmisi Roda Gigi
Pada kendaraan banyak terdapat bagian – bagian yang bergerak relatif terhadap yang lain termasuk transmisi roda gigi. Oleh karena itu antara kedua permukaan roda gigi yang bersinggungan harus terdapat lapisan pelumas sehingga mempermudah proses kerja dari transmisi roda gigi tersebut.
Apabila jumlah pelumas tidak mencukupi atau pemakaiannya sudah lama sehingga kehilangan sifat – sifat pelumasannya maka pelumas harus di ganti dengan yang baru. Hal ini untuk mencegah terjadinya gesekan antara permukaan kontak roda gigi yang bekerja sehingga laju keausannya dapat dikurangi dan umur elemen mesin lebih lama yang berdampak terhindarnya hal – hal yang tidak diinginkan sewaktu kendaraan di gunakan.
Jadi pelumas merupakan salah satu faktor yang penting untuk diperhatikan karena dapat melindungi dan menjamin kelangsungan proses kerja setiap komponen permesinan termasuk transmisi roda gigi yang sangat vital.
Fungsi minyak pelumas secara umum antara lain :
Mengurangi gesekan yang terjadi ketika terjadi kontak permukaan elemen mesin yang bekerja.
Membuang panas yang dihasilkan ketika elemen mesin bekerja.
Mencegah terjadinya karat dengan membentuk lapisan pelindung terhadap proses oksidasi.
Mengeluarkan kotoran dan serpihan keausan yang timbul sewaktu mesin bekerja.
Melindungi permukaan bahan logam dan membentuk lapisan yang tipis.

Hal – hal yang perlu diperhatikan dalam memilih pelumas yang baik adalah :
Viskositas/ tingkat kekentalan harus sesuai dengan jenis operasi mesin yang digunakan.
Mempunyai daya lekat yang baik dengan komponen mesin sehingga dapat mengurangi gesekan yang terjadi.
Memiliki titik nyala yang tinggi dan tidak mudah menguap
Dapat membuang panas yang di hasilkan oleh mesin.

Jenis pelumas dapat di bedakan atas 2 jenis yaitu :
Berdasarkan viskositasnya ( Standar SAE ).
Standar SAE ( Society of Amirican Engineers ) menunjukkan tingkat viskositas/ kekentalan minyak pelumas pada suhu tertentu. Makin tinggi angkanya maka makin kental minyak pelumas dan makin berat bobotnya.

Standar SAE terbagi atas 2 jenis yaitu :
Angka yang di sertai huruf W maka batas kekentalannya di ukur pada batas 00F.
Angka yang tidak di sertai huruf W maka batas kekentalannya di ukur pada batas 2100F.
Minyak pelumas yang digunakan akan menjadi encer bila dipanaskan tetapi minyak pelumas yang berkualitas baik maka proses pengencerannya dapat dihambat dengan penambahan zat aditif, terutama minyak pelumas yang menggunakan huruf W. Oleh karena itu, contohnya minyak pelumas SAE 10 W memiliki kekentalan yang hampir sama dengan minyak pelumas SAE 30, 40, bahkan 50.
Berdasarkan penggunaannya ( Standar API ).
Standar API ( American Petroleum Institute ) umumnya jarang diketahui oleh kalangan umum di bandingkan dengan standar SAE.
Klasifikasi minyak pelumas bedasarkan standar API terbagi atas 2 macam yaitu :
Untuk mesin bensin yaitu : SA, SB, SC, SD dan SE.
Kode SA adalah kode minyak pelumas yang berkualitas terendah dan tidak memenuhi mutu standar, sehingga tidak ada kendaraan yang cocok menggunakan minyak pelumas jenis ini.
Kode SB adalah kode minyak pelumas mutu rendah yang mengandung zat aditif yang dapat menghambat timbulnya karat, oksidasi oli dan keausan benda yang di lumasi. Tipe ini hanya cocok untuk mobil buatan tahun 1950-an.
Kode SC adalah kode minyak pelumas yang bermutu tinggi yang pertama kali di produksi. Minyak pelumas ini mengandung zat aditif yang dapat mencegah karat dan mencegah besi menjadi keropos. Minyak pelumas ini khusus di buat untuk mesin buatan 1960-an.
Kode SD adalah minyak pelumas yang bermutu lebih baik lagi yang di buat untuk mobil buatan 1970-an.
Kode SE adalah minyak pelumas yang bermutu terbaik untuk mobil penumpang yang cocok digunakan untuk semua mobil buatan 1970-an ke atas. Minyak pelumas ini mempunyai daya pelindung yang lebih besar terhadap oksidasi, korosi dan kotoran yang timbul akibat suhu tinggi.
Untuk mesin diesel yaitu : CA, CB, CC dan CD.
Kode CA adalah kode minyak pelumas yang cocok digunakan untuk mobil penumpang dan mobil – mobil pick up yang membawa beban kecil.
Kode CB adalah kode minyak pelumas yang cocok digunakan untuk mobil pick up dan truk kecil yang membawa beban sedang.
Kode CC adalah kode minyak pelumas yang serba guna yang cocok digunakan untuk mobil penumpang dan truk yang membawa beban yang kecil sampai beban yang berat.
Kode CD adalah kode minyak pelumas yang bermutu terbaik yang cocok digunakan untuk mobil penumpang dan truk besar yang di lengkapi dengan turbo charger samapi mesin – mesin diesel yang besar.

BAB III
PERHITUNGAN RODA GIGI, POROS, SPLINE DAN TEMPERATUR

3.1. kecepatan kendaraan setiap tingkat.
Reduksi kendaraan yang di rencanakan :
Vn
Diasumsikan (Km/jam)
Kecepatan yang diambil

Km/jam
m/s
V1
0 – 40
40
11,11
V2
50 – 90
90
25
V3
90 – 140
140
38,88
V4
140 – 180
180
50
V5
180 – 240
240
66,66
VR
0 – 30
30
8,33

3.2 Diameter ban :
Ukuran velg adalah 16 inchi : 0,4064 m
Ukuran tebal ban adalah 7,5 inchi : 0,1905 m

Maka ukuran jari – jari ban standar adalah :
Db = 0,4064 m + ( 2 x 0,1905 m )
= 0,7874 m

Perhitungan putaran ban.
Perhitungan putaran ban untuk masing – masing tingkat kecepatan dapat dilihat pada persamaan 2.8 tentang tingkat kecepatan putaran.
Maka :
nb1 =
=
= 272,17 rpm
Dengan cara yang sama maka nilai untuk putaran ban dapat dilihat pada tabel 3.1 :
Tabel 3.1 Perhitungan putaran ban untuk nb1 – nb6
No
Tingkat kecepatan, V (m/s)
Db (m)
Putaran ban, nb (rpm)
1
11,11
0,78
273
2
25
0.78
613
3
38,88
0.78
953
4
50
0.78
1225
5
66,66
0.78
1634
6
8,33
0,78
205

Perhitungan putaran gardan pada setiap putaran .
Perhitungan putaran output transmisi di peroleh dengan mengalihkan putaran ban dengan perbandingan reduksi pada bagian gardan kendaraan adalah maksimal 10 : 1 untuk roda gigi kerucut. Dalam perencanaan ini di ambil harga perbandingan reduksinya 5,5 : 1 sehingga harga ig : 5,5.

Maka harga putaran output transmisi untuk tiap tingkat kecepatan dapat di hitung Dari pers. 2.9 pada tingkat putaran adalah:
no = nb x ig
dimana : nb = putaran ban
ig = reduksi
Maka :
no1 = nb1 x ig
= 272,17 rpm x 5,5
= 1496,93 rpm

Dengan cara yang sama maka nilai untuk putaran gardan dapat dilihat pada tabel dibawah ini :
Tabel 3.2 Perhitungan putaran gardan no1 – no5
No
Putaran ban, nb (rpm)
Ig
Putaran output, no (rpm)
1
272,17
5,5
1496,93
2
612,444
5,5
3368,44
3
952,47
5,5
5238,58
4
1224,88
5,5
6736,84
5
1633,02
5,5
8981,61

Perhitungan perbandingan reduksi roda gigi.
Bila perbandingan reduksi antara roda gigi P dan Q adalah 1 : 1, maka putaran roda gigi mati adalah n : 2500 rpm, sehingga dari persamaan 2.10 diperoleh :
Ir1 =
= = 1,67

Dengan cara yang sama maka nilai untuk reduksi roda gigi dapat dilihat pada tabel 3.3 :
Tabel 3.3 Perbandingan reduksi roda gigi untuk ir2 - ir5
No
Putaran, n (rpm)
Putaran gardan (no)
Perbendingan reduksi (ir1)
1
2500
1496,93
1,67
2
2500
3368,44
0,74
3
2500
5238,58
0,47
4
2500
6736,84
0,37
5
2500
8981,61
0,27

3.2 Perencanaan roda gigi P dan Q
Spesifikasi perencanaan :
- Daya yang di transmisikan N : 235 PS
- Putaran poros penggerak n : 2500 rpm
- Perbandingan reduksi ip : 1
- Jarak sumbu poros yang di rencanakan a : 200 mm
- Sudut tekan pahat α : 20°

Daya rencana.
Sebelum menghitung daya rencana, terlebih dahulu diambil faktor koreksi (fc) dari pembahasan bab II. Maka fc : 1,2.

Maka :
Pd = 1,2 x ( 235 Ps x 0,735)
= 207,27 kW

Diameter lingkaran jarak bagi.
DQ =
=
= 200 mm
Dp =
=
= 200 mm

Jumlah gigi pada roda gigi P dan Q
Dari diagram pemilihan modul roda gigi lurus, di ambil m : 6 (Buku Sularso, 1983, hal 245).
ZQ =
=
= 40 buah

Zp =
=
= 40 buah

Diameter lingkaran kepala.

DkQ = ( ZQ + 2 ) x m
= ( 40 + 2 ) x 6 mm
= 252 mm
Dkp = ( Zp + 2 ) x m
= ( 40 + 2 ) x 6 mm
= 252 mm

Diameter lingkaran kaki.

DgQ = ZQ x m x cos 20°
= 40 x 6 mm x 20°
= 187,93 mm
Dgp = Zp x m x cos 20°
= 40 x 6 mm x 20°
= 187,93 mm

Kecepatan keliling.
Vp = VQ =
= 32,97 m/s

Gaya tangensial.
Ftp = FtQ =
= 641,235 kg

Faktor dinamis ( Fv ).
Dengan memperhatikan nilai dari VP maka nilai n dapat dilihat dari tabel 2.1
Maka :
Fv =
= 0,48

Beban lentur yang diizinkan.
Faktor bentuk gigi, berdasarkan tabel 6.5 ( Faktor bentuk gigi )
Zp = 40 ; Yp = 0,3882
ZQ = 40 ; YQ = 0,3882
Bila bahan roda gigi P dan Q adalah sama yaitu S 15 CK …lit 1 hal 241
- Kekuatan tarik σb = 50 kg/mm2
- Kekuatan lentur σa = 30 kg/mm2
- Kekerasan HB = 400

Maka harga beban lentur dapat dihitung
FbQ = σa x m x YQ x fv
= 30 kg/mm2 x 6 mm x 0,3882 x 0,15
= 10,48 kg/mm2
Fbp = σb x m x Yp x fv
= 30kg/mm2 x 6 mm x 0,3882 x 0,15
= 10,48 kg/mm2

Lebar gigi ( b )
bp = bQ =
= 61,18 mm

3.3 Perencanaan roda gigi A dan 1
- Daya yang di transmisikan N = 235 Ps
- Putaran poros penggerak nA = 2500 rpm
- Perbandingan reduksi i1 = 1,67
- Jarak sumbu poros yang di rencanakan a = 200 mm
- Sudut tekan pahat α = 20°

Diameter sementara lingkaran jarak bagi.
DA =
=
= 149,81 mm
D1 =
=
= 250,18 mm

Jumlah gigi pada roda gigi A dan 1.
Dari diagram pemilihan modul roda gigi lurus, di ambil m : 5. Maka :
ZA =
=
= 29,96 buah
= 30
Z1 =
=
= 50,03 buah
= 51

Perbandingan gigi yang di ambil mendekati i1 = 1,67 : 1, yaitu 30 : 51

Diameter lingkaran jarak bagi yang sebenarnya.
DA = ZA x m
= 30 x 5 mm
= 150 mm
D1 = Z1 x m
= 51 x 5 mm
= 255 mm
DkA = ( ZA + 2 ) x m
= ( 30 + 2 ) x 5 mm
= 160 mm
Dk1 = ( Z1 + 2 ) x m
= ( 51 + 2 ) x 5 mm
= 265 mm
DgA = ZA x m x cos 200
= 30 x 5 mm x cos 200
= 140,95 mm
Dg1 = Z1 x m x cos 200
= 51 x 5 mm x cos 200
= 239,62 mm

Kecepatan keliling
VA = V1 =
= 13,08 m/s
Gaya tangensial.
FtA = Ft1 =
= 1616,32 kg
Faktor dinamis.
VA = 20 – 50 m/s
Fv =
= 0,60

Faktor bentuk gigi berdasarkan tabel 6.5 ( Faktor bentuk gigi )
ZA = 18 ; YA = 0,308
Z1 = 63 ; Y1 = 0,432
Bila bahan roda gigi A dan 1 adalah sama yaitu S 15 CK …Lit 1 hal 241

Maka harga beban lentur :
FbA = σa x m x YA x fv
= 30 kg/mm2 x 5 mm x 0,308 x 0,60
= 27,72 kg/mm2
Fb1 = σa x m x Y1 x fv
= 30 kg/mm2 x 5 mm x 0,432 x 0,60
= 38,88 kg/mm2

Lebar gigi.
bA = b1 =
= 42,11 mm

3.4 Perencanaan roda gigi B dan 2
- Putaran poros penggerak nB = 2500 rpm

Diameter sementara lingkaran jarak bagi :
DB =
=
= 133,78 mm

D2=2 x a x i21+i2
=2 x 200 x 0,741+0,74
= 108,02 mm

Jumlah gigi pada roda gigi B dan 2.
ZB =
=
= 29,19 buah
= 30
Z2 =
=
= 21,60 buah
= 22

DB = ZB x m
= 30 x 5 mm
= 150 mm

D2 = Z2 x m
= 22 x 5 mm
= 110 mm

Diameter lingkaran kepala :
DkB = ( ZB + 2 ) x m
= ( 30 + 2 ) x 5 mm
= 160 mm
Dk2 = ( Z2 + 2 ) x m
= ( 22 + 2 ) x 5 mm
= 120 mm
DgB = ZB x m x cos 200
= 30 x 5 mm x cos 200
= 1409,53 mm
= 22 x 5 mm x cos 200
= 103,36 mm

Kecepatan keliling
Dengan pers. 2.15 diperoleh :
VB = V2 = π x 150 mm x 2500 rpm
60 x 1000
= 19,625 m/s

Gaya tangensial.
FtB = Ft2 = 102 x 207,27 kW = 1077,27 kg
19,625 m/s

Faktor dinamis.
Di mana VB 20 – 50 m/s.
Fv = 5,5
5,5 + 19,625 m/s
= 0,55

ZB = 28 ; YB = 0,3492
Z2 = 54 ; Y2 = 0,4122
Bila bahan roda gigi B dan 2 adalah sama yaitu S 15 CK …lit 1 hal 241
FbB = σa x m x YB x fv
= 30 kg/mm2 x 5 mm x 0,3492 x 0,55
= 28,809 kg/mm2
= 30 kg/mm2 x 5 mm x 0,4122 x 0,55
= 34,006 kg/mm2
Lebar gigi.
BB = b2 = 1077,27 kg
28,809 kg/mm
= 37,39 mm

3.5 Perencanaan roda gigi C dan 3
- Putaran poros penggerak nC = 2500 rpm
Diameter sementara lingkaran jarak bagi.
DC = 2 x a
1 + i3
= 2 x 200 mm
1 + 0,47
= 272,1 mm
D3 = 2 x a x i3
1 + i3
= 2 x 200 mm x 0,47
1 + 0,47
= 127,89 mm

Jumlah gigi pada roda gigi C dan 3.
ZC = DC
m
= 272,1 mm
5 mm
= 54,42 buah
= 55
Z3 = D3
m
= 127,89 mm
5 mm
= 25,57 buah
= 26

DC = ZC x m
= 55 x 5 mm
= 275 mm
D3 = Z3 x m
= 26 x 5 mm
= 130 mm

DkC = ( ZC + 2 ) x m
= ( 55 + 2 ) x 5 mm
= 285 mm
Dk3 = ( Z3 + 2 ) x m
= ( 26 + 2 ) x 5 mm
= 140 mm
DgC = ZC x m x cos 200
= 55 x 5 mm x cos 200
= 258,41 mm
= 26 x 5 mm x cos 200
= 122,16 mm

Kecepatan keliling
VC = V3 = π x 285 mm x 2500 rpm
60 x 1000
= 37,28 m/s
Gaya tangensial.
FtC = Ft3 = 102 x 207,27 kW
37,28 m/s
= 567,1 kg

Faktor dinamis.
Di mana VC 20 – 50 m/s.
Fv = 5,5
5,5 + 37,28 m/s
= 0,47

ZC = 34 ; YC = 0,371
Z3 = 47 ; Y3 = 0,402
Bila bahan roda gigi C dan 3 adalah sama yaitu S 15 CK…lit 1 hal 241

FbC = σa x m x YC x fv
= 30 kg/mm2 x 5 mm x 0,371 x 0,47
= 26,15 kg/mm2
= 30 kg/mm2 x 5 mm x 0,402 x 0,47
= 28,34 kg/mm2

Lebar gigi.
BC = b3 = 567,1 kg
28,34 kg/mm
= 28,9 mm

3.6 Perencanaan roda gigi D dan 4
- Putaran poros penggerak nD = 2500 rpm
1 Diameter sementara lingkaran jarak bagi.
Dengan menggunakan pers. 2.11 :
DD =
=
=
D4 =
=
=

2 Jumlah gigi pada roda gigi D dan 4.
Dari diagram pemilihan modul roda gigi lurus, di ambil m : 5. Maka dengan menggunakan pers. 2.12 diperoleh :
ZD =
=
=
= 59
Z4 =
=
=
= 22

Perbandingan gigi yang diambil mendekati i4 = 0,37: 1yaitu 59 : 22

3 Diameter lingkaran jarak bagi yang sebenarnya.
Dengan pers. 2.20 didapat :
DD = ZD x m
= 59 x 5 mm
= 295 mm
D4 = Z4 x m
= 22 x 5 mm
= 110 mm
4 Diameter lingkaran kepala.
DkD = ( ZD + 2 ) x m
= ( 59 + 2 ) x 5 mm
= 305mm
Dk4 = ( Z4 + 2 ) x m
= ( 22 + 2 ) x 5 mm
= 120 mm

5 Diameter lingkaran kaki.
DgD = ZD x m x cos 200
= 59 x 5 mm x cos 200
= 277,2 mm
= 22 x 5 mm x 200
= 103,36 mm

6 Kecepatan keliling
VD = V4 =
= 15,7 m/s

7 Gaya tangensial.
FtD = Ft4 =
= 1346,5 kg

8 Faktor dinamis.
Dari pers. 2.18 didapat :
Fv =
= 0,58

9 Beban lentur yang diizinkan.
Faktor bentuk gigi berdasarkan tabel 6.5 (Faktor bentuk gigi)
ZD = 40 ; YD = 0,3882
Z4 = 40 ; Y4 = 0,3882
Bila bahan roda gigi D dan 4 adalah sama yaitu S 15 CK
Maka harga beban lentur , dapat di cari dengan pers. 2.17
FbD = σa x m x YD x fv
= 30 kg/mm2 x 5 mm x 0,3882 x 0,58
= 33.77 kg/mm2

= 30 kg/mm2 x 5 mm x 0,3882 x 0,58
= 33,77 kg/mm2

10 Lebar gigi.
BD = b4 =
= 39,87 mm

3.7 Perencanaan roda gigi E dan 5
- Putaran poros penggerak nE = 2500 rpm

Diameter sementara lingkaran jarak bagi
DE = 2 x a
1 + i5
= 2 x 200 mm
1 + 0,27
= 314,96 mm

D5 = 2 x a x i5
1 + i5
= 2 x 200 mm x 0,27
1 + 0,27
= 85,03 mm

Jumlah gigi pada roda gigi E dan 5.
ZE = DE
m
= 314,96 mm
5 mm
= 62,992 buah
= 63

Z5 = D5
m
= 85,03 mm
5 mm
= 17 buah
= 17

Diameter lingkaran jarak bagi yang sebenarnya
DE = ZE x m
= 63 x 5 mm
= 315 mm
D5 = Z5 x m
= 17 x 5 mm
= 85 mm
DkE = ( ZE + 2 ) x m
= ( 63 + 2 ) x 5 mm
= 325 mm
Dk5 = ( Z5 + 2 ) x m
= ( 17 + 2 ) x 5 mm
= 95 mm
DgE = ZE x m x cos 200
= 63 x 5 mm x cos 200
= 296 mm
= 17 x 5 mm x 200
= 79,87 mm
Kecepatan keliling
VE = V5 = π x 325 mm x 2500 rpm
60 x 1000
= 42,52 m/s
Gaya tangensial.
FtE = Ft5 = 102 x 207,27 kW
42,52 m/s
= 497,21 kg

Faktor dinamis.
Di mana VE 20 – 50 m/s.
Fv = 5,5
5,5 + 42,52 m/s
= 0,45

Faktor bentuk gigi berdasarkan tabel 6.5 (Faktor bentuk gigi)
ZE = 44 ; YE = 0,397
Z5 = 36 ; Y5 = 0,381

Bila bahan roda gigi E dan 5 adalah sama yaitu S 15 CK … lit 1 hal 241
Maka harga beban lentur
FbE = σa x m x YE x fv
= 30 kg/mm2 x 5 mm x 0,397 x 0,45
= 26,79 kg/mm2

= 30 kg/mm2 x 5 mm x 0,381 x 0,45
= 25,71 kg/mm2

Lebar gigi.
BE = b5 = 497,21 kg
26,79 kg/mm
= 18,55 mm

3.8 Perencanaan roda gigi mundur.
- Putaran poros penggerak nD = 2500 rpm
- Perbandingan reduksi roda gigi F dan G i6 = 2
- Perbandingan reduksi Roda gigi G dan H i7 = 1,65
- Jarak sumbu poros a1 = 120 mm
- Jarak sumbu poros a2 = 212 mm

Diameter Lingkaran Jarak Bagi
DF = 2 x a1
1 + i6
= 2 x 120 mm
1 + 2
= 80 mm
DG = 2 x a1 x i6
1 + i6
= 2 x 120 mm x 2
1 + 2
= 160 mm
a1 = DF x ( 1 + i6 )
2
= 80 x ( 1 + 2 )
2
= 120 mm
a2 = DF x ( 1 + i7 )
2
= 80 x ( 1 + 1,65 )
2
= 212 mm
DH = 2 x a2 x i7
1 + i7
= 2 x 212 mm x 1,65
1 + 1,65
= 264 mm
Jarak sumbu poros F dan H
a = DF + DH
2

= 80 + 264
2
= 172 mm

Jumlah gigi pada roda gigi F, G dan H.
Dari diagram pemilihan modul roda gigi lurus, di ambil m : 5.
ZF = Df
m
= 80 mm
5 mm
= 16 buah
ZG = DG
m

= 160 mm
5 mm
= 32 buah
ZH = DH
m
= 264 mm
5 mm
= 52,8 buah

DkF = ( ZF + 2 ) x m
= ( 16 + 2 ) x 5 mm
= 90 mm
DkG = ( ZG + 2 ) x m
= ( 32 + 2 ) x 5 mm
= 170 mm
DkH = ( ZH + 2 ) x m
= ( 52,8 + 2 ) x 5 mm
= 274 mm

DgF = ZF x m x cos 200
= 16 x 5 mm x cos 200
= 75,1754 mm
DgG = ZG x m x cos 200
= 32 x 5 mm x 200
= 150,35 mm
DgH = ZH x m x cos 200
= 52,8 x 5 mm x 200
= 248,0789 mm

Kecepatan keliling.
VH = VG= VF = π x 90 mm x 2500 rpm
60 x 1000
= 11,775 m/s

Gaya tangensial
FtH = FtG = FtF = 102 x 207,27 kW
11,775 m/s
= 1795,45 kg

Faktor dinamis.
Di mana VF kecil dari 20 m/s.
Fv = 6
6 + 11,775 m/s
= 0,63

Faktor bentuk gigi berdasarkan tabel 6.5 (Buku Sularso, 1983, hal 240).
ZF = 16 ; YF = 0,295
ZG = 32 ; YG = 0,3645
ZH = 52 ; YH = 0,4106
Bila bahan roda gigi D dan 4 adalah sama yaitu S 15 CK.
Maka harga beban lentur
FbF = σa x m x YF x fv
= 30 kg/mm2 x 5 mm x 0,295 x 0,63
= 27,87 kg/mm

FbG = σa x m x YG x fv
= 30 kg/mm2 x 5 mm x 0,3645 x 0,63
= 34,44 kg/mm

FbH = σa x m x YH x fv
= 30 kg/mm2 x 5 mm x 0,4106 x 0,63
= 38,80 kg/mm

Lebar gigi.
BF = bG =bH = 840,42 kg
27,87 kg/mm
= 30,15 mm

3.9 Perhitungan Poros
Perencanaan poros input.
Berdasarkan keterangan dari bab II tentang jenis – jenis bahan yang di gunakan, maka dalam hal ini di pilih baja karbon JIS 4501 tipe S 55 C dengan kekuatan tarik adalah 66 kg/ mm2
Maka tegangan geser yang terjadi di hitung
τa = σb
Sf1 x Sf2

Faktor keamanan 1 (Sf1) untuk baja karbon (SC) adalah 6,0
= 66 kg/mm2
6,0 x 1,5
= 7,33 kg/mm2
Dari persamaan 2.3 diperoleh Daya Rencana:
Sebelum menghitung daya rencana, terlebih dahulu diambil faktor koreksi (fc) dari pembahasan bab II. Maka fc = 1,2 untuk mendapatkan satuan dalam kW maka harus dikonversikan, dimana harga dalam 1 Ps = 0,735 kW dari data yang diperoleh daya minimal output dari motor penggerak sebesar P = 235 Ps dan putaran n = 2500 rpm.
Pd = fc x p
Dimana :
Fc = faktor koreksi
= daya rata-rata (1,2-2,0)
= 1,2 daya yang diambil
P = 235 Ps x 0,735 kW
= 172,725 kW
Maka :
Pd = fc . p
= 1,2 x 172,725 kW
= 207,27 kW

Maka di peroleh momen puntir :
T = 9,74 . 105 x Pd / n
= 9,74 . 105 x 207,27 kW
2500 rpm
= 80752,3 kg.mm

Untuk mencari diameter poros
=
Dari bab II di dapat Harga Kt = 1,5 dan harga Cb = 1,5
Ds =

= 13,30 mm
Berdasarkan tabel harga standar diameter poros (lit 1 tabel 1.7 ), maka diperoleh harga diameter standar poros, diameter standar poros adalah 40 mm.

Perencanaan poros perantara.
Untuk poros perantara yang di rencanakan berputar dengan kecepatan putaran 2600 rpm karena perbandingan reduksi roda gigi antara poros input dengan poros perantara adalah satu sehingga putaran poros sama dengan poros input yaitu 2500 rpm.
Maka besarnya momen puntir/ torsi dapat di hitung sebagai berikut :
T =
= 77646,53 kg.mm
Maka diameter poros dapat di hitung sebagai berikut :
Ds =
= 13,12 mm
Perencanaan poros perantara roda gigi mundur.
Perbandingan reduksi i5 = 2, maka putaran poros perantara roda gigi mundur adalah 1500 rpm.
Maka besarnya momen puntir/ torsi dapat di hitung sebagai berikut :
T = 9,74 . 105 x Pd / nm
T = 9,74 . 105 x 207,27 kW
1500 rpm
= 134587,32 kg.mm
Maka diameter poros dapat di hitung sebagai berikut :
Dsm =
= 15,76 mm

Perencanaan poros output.
Pada poros output transmisi bergerak dengan bermacam – macam putaran sesuai dengan tingkat putarannya pada tiap tingkat kecepatan sehingga perlu di hitung momen puntir dan diameter poros pada tiap tingkat kecepatan :
Pada transmisi tingkat pertama ( I ).
T1 = 9,74 x 105 x Pd / n
=
= 134863,34 kg.mm

ds1 =
= 59,54 mm

Dengan cara yang sama untuk transmisi tingkat satu ( I ) sampai tingkat kelima ( V ) dapat di lihat pada tabel 3.4.

Tabel 3.4 : Perencanaan poros output untuk tingkat kecepatan ke1-5
No
n (rpm)
T (Kg . mm)
ds (mm)
ds standar (mm)
1
1496,93
134863,34
59,54
60
2
3368,44
59933,07
88,26
90
3
5238,58
38537,34
76,17
80
4
6736,84
29966,71
70,05
71
5
8981,61
22477,14
63,65
65

3.10 Perencanaan Spline
Dalam perencanaan spline ditentukan jumlah spline yang direncanakan, adalah 8 buah karena poros ada 3 macam yaitu :
Diameter poros penggerak/poros input transmisi yaitu : 14 mm
Diameter poros perantara Transmisi roda gigi mundur : 16 mm
Diameter poros yang digerakkan/poros output transmisi yaitu : 60 mm

Maka ukuran spline dihitung berdasarkan ukuran diameter poros masing-masing sebagai berikut :
Untuk poros Penggerak/poros input transmisi
Besarnya gaya tangensial total yang terjadi pada poros
F = 2 x T
ds

F = 2 x 80752,3 kg.mm
14
= 11536,04 kg
Sedangkan besarnya gaya tangensial yang bekerja pada tiap spline
Fn = F
n
Fn = 11536,04
8
= 1442 kg

Berdasarkan tabel standar ukuran pasak dan alur yang dapat dijadikan acuan dalam menentukan ukuran spline karena adanya kesamaan prinsip kerja pada keduanya sehingga ukuran-ukuran spline berdasarkan ukuran diameter poros yang diketahui dapat ditentukan sebagai berikut :
b x h = 10 x 8
t1 = 5,0
t2 = 3,3

Maka ukuran panjang spline hasil perhitungan
L Fn
pA x (t1 atau t2)
Harga pA untuk poros berdiameter kecil adalah 8 kg/mm2, dan untuk berdiameter besar adalah 10 kg/mm2.
Maka :
L 1442 kg
10 kg/mm2 x 3,3 mm
L 43,69 mm
Perlu diperhatikan bahwa lebar pasak sebaiknya 0,25 – 0,.35 dari diameter poros dan ujung spline sebaiknya 0,75 – 1,5 dari diameter, sehingga dengan memperhatikan hasil perhitungan dan faktor di atas maka direncanakan ukuran pasak sebagai berikut :
b x h = 10 mm x 8 mm
t1 = 5,0
t2 = 3,3
L = 28,5 mm – 19 mm

Poros perantara
F = 2 x T
ds
F = 2 x 77646,53 kg.mm
16
= 9705,81 kg
Fn = F
n
Fn = 9705,81 kg
8
= 1213,22 kg
b x h = 14 x 9
t1 = 5,5
t2 = 3,8
L Fn
pA x (t1 atau t2)

Maka :
L 1213,22 kg
10 kg/mm2 x 3,8 mm
L 31,92 mm
b x h = 14 mm x 9 mm
t1 = 5,5
t2 = 3,8
L = 36 mm – 15,75 mm

Poros digerakkan/poros output transmisi

F = 2 x T
Ds
F = 2 x 134587,32 kg.mm
55
= 4894,08 kg
Fn = F
n

Fn = 4894,08 kg
8
= 611,76 kg

b x h = 15 x 10
t1 = 5
t2 = 5
L Fn
pA x (t1 atau t2)
Maka :
L 611,76 kg
10 kg/mm2 x 5 mm
L 12,23 mm

b x h = 15 mm x 10 mm
t1 = 5
t2 = 5
L = 41,25 mm – 82,5 mm

3.11 Perhitungan Temperatur
Untuk menentukan temperatur nyala yang di izinkan untuk pelumas pada sistim transmisi roda gigi
TBp = 140 x Cn x CR
Sebelum di cari temperatur nyala, terlebih dahulu di cari koefisien viskositas pelumas
Cn = 1,5 x E
2 + E
Dari buku sularso (1980, hal 119), di peroleh derajat engler pada pelumas pada temperatur 500C. Maka di peroleh harga E : 12,02.
Cn = 1,5 x 12,02
2 + 12,02
Dan untuk menentukan faktor kekerasan roda gigi
CR =
Untuk menentukan harga kekerasan roda gigi dapat di peroleh dengan menggunakan pers.
Sm = 2 x S1 x S2
S1 + S2
Dari bab II tentang harga kekerasan roda gigi maka di pilih :
S1 = S2 : 0,85 (μ).
Sm = 2 x 0,85 x 0,85
0,85 + 0,85
= 0,85
Maka :
CR =
= 0,9
Sehingga :
TBp = 140 x 1,286 x 0,9
= 162 0C

BAB IV
PENUTUP

4.1 Kesimpulan.
Kesimpulan yang dapat diperoleh dalam perencanaan transmisi roda gigi ini adalah :
Untuk merencanakan transmisi roda gigi harus diperhatikan daya dan putaran mesin untuk menentukan jenis bahan yang digunakan dan besarnya beban yang cocok dengan spesifikasi mesin tersebut.
Untuk operasi kendaraan dengan beban besar maka pada transmisi awal roda gigi harus mempunyai perbandingan reduksi yang besar, karena memerlukan momen awal yang besar sehingga dibutuhkan roda gigi yang lebar dan berdiameter kecil dan sebaliknya.
Profil roda gigi yang digunakan dalam perencanaan ini adalah roda gigi lurus standar dengan sudut tekan 200, karena jenis roda gigi ini merupakan roda gigi yang paling umum digunakan dalam system transmisi.
Penggunaan minyak pelumas harus diperhatikan viskositasnya yang disesuaikan dengan tingkat operasi mesin kendaraan, jenis minyak pelumas yang cocok untuk kendaraan ini adalah "SAE 90"karena mempunyai kekentalan yang cocok untuk transmisi ini.
Kesimpulan dari hasil perencanaan roda gigi kendaraan angkut dengan daya 235 Ps dan putaran 2500 Rpm dapat dilihat pada table dibawah ini :

No
Yang dihitung
Spesifikasi
1
Perhitungan putaran ban
No
Notasi
Nilai
Satuan

1
nb1
273
rpm

2
nb2
613
rpm

3
nb3
953
rpm

4
nb4
1225
rpm
2
Perhitungan putaran gardan
No
Notasi
Nilai
Satuan

1
no1
1496,93
rpm

2
no2
3368,44
rpm

3
no3
5238,58
rpm

4
no4
6736,84
rpm
3
Perhitungan perbandingan reduksi
No
Notasi
Nilai
Satuan

1
ir1
1,67

2
ir2
0,74

3
ir3
0,47

4
ir4
0,37

No
Yang dihitung
Besaran
1
Perencanaan roda gigi P dan Q
No
Spesifikasi
Notasi
Nilai
Satuan

1
Daya rencana
Pd
207,27
Kw

2
Diameter lingkaran jarak bagi
DP = DQ
200
mm

3
Jumlah gigi
ZQ = ZP
40
buah

4
Diameter lingkaran kepala
DkQ = DkP
252
mm

5
Diameter lingkaran kaki
DqQ = DqP
187,93
mm

6
Kecepatan keliling
VP = VQ
32,97
m/s

7
Gaya tangensial
FtP = FtQ
641,235
kg

8
Faktor dinamis
Fv
0,48

9
Beban lentur yang di izinkan
FbQ = FbP
10,48
kg/ mm

10
Lebar gigi
bP = bQ
61,18
mm
2
Perencanaan roda gigi A dan 1
No
Spesifikasi
Notasi
Nilai
Satuan

1
Daya rencana
Pd
207,27
Kw

2
DA
149,81
mm

D1
250,18
mm

3
Jumlah gigi
ZA
30
buah

Z1
51
buah

4
DkA
160
mm

Dk1
265
mm

5
DqA
140,95
mm

Dq1
239,62
mm

6
Kecepatan keliling
VA = V1
13,08
m/s

7
Gaya tangensial
FtA = Ft1
1616,32
kg

8
Faktor dinamis
Fv
0,60

9
FbA
24,95
kg/ mm

Fb1
27,72
kg/ mm

10
Lebar gigi
bA = b1
42,11
mm
3
Perencanaan roda gigi B dan 2
No
Spesifikasi
Notasi
Nilai
Satuan

1
Daya rencana
Pd
207,27
Kw

2
DB
133,78
mm

D2
108,02
mm

3
Jumlah gigi
ZB
30
buah

Z2
22
buah

4
DkB
160
mm

Dk2
120
mm

5
DqB
1409,53
mm

Dq2
103,36
mm

6
Kecepatan keliling
VB = V2
19,625
m/s

7
Gaya tangensial
FtB = Ft2
1077,27
kg

8
Faktor dinamis
Fv
0,55

9
FbB
28,809
kg/ mm

Fb2
34,006
kg/ mm

10
Lebar gigi

bB = b2
37,39
mm
4
Perencanaan roda gigi C dan 3
No
Spesifikasi
Notasi
Nilai
Satuan

1
Daya rencana
Pd
207,27
Kw

2
DC
272,1
mm

D3
127,89
mm

3
Jumlah gigi
ZC
55
buah

Z3
26
buah

4
DkC
285
mm

Dk3
140
mm

5
DqC
258,41
mm

Dq3
122,16
mm

6
Kecepatan keliling
VC = V3
37,28
m/s

7
Gaya tangensial
FtC = Ft3
567,1
kg

8
Faktor dinamis
Fv
0,47

9
FbC
26,15
kg/ mm

Fb3
28,34
kg/ mm

10
Lebar gigi
bC = b3
28,9
mm
5
Perencanaan roda gigi D dan 4
No
Spesifikasi
Notasi
Nilai
Satuan

1
Daya rencana
Pd
207,27
Kw

2
DD
291,97
mm

D4
108,02
mm

3
Jumlah gigi
ZD
59
buah

Z4
22
buah

4
DkD
305
mm

Dk4
120
mm

5
DqD
277,2
mm

Dq4
103,36
mm

6
Kecepatan keliling
VD = V4
15,7
m/s

7
Gaya tangensial
FtD = Ft4
1346,5
kg

8
Faktor dinamis
Fv
0,58

9
FbD
33,77
kg/ mm

Fb4
33,77
kg/ mm

10
Lebar gigi
BD= b4
39,87
mm
5
Perencanaan roda gigi E dan 5
No
Spesifikasi
Notasi
Nilai
Satuan

1
Daya rencana
Pd
207,27
Kw

2
DE
314,96
mm

D5
85,03
mm

3
Jumlah gigi
ZE
63
buah

Z5
17
buah

4
DkE
325
mm

Dk5
95
mm

5
DqE
296
mm

Dq5
79,87
mm

6
Kecepatan keliling
VE = V5
42,52
m/s

7
Gaya tangensial
FtE = Ft5
497,21
kg

8
Faktor dinamis
Fv
0,45

9
FbE
26,79
kg/ mm

Fb5
25,71
kg/ mm

10
Lebar gigi
BE = b5
18,55
mm
7
Perencanaan roda gigi mundur
No
Spesifikasi
Notasi
Nilai
Satuan

1
Daya rencana
Pd
207,27
Kw

2
DF
80
mm

DG
160
mm

DH
264
mm

3
Jumlah gigi
ZF
16
buah

ZG
32
buah

ZH
52,8
buah

4
DkF
90
mm

DkG
170
mm

DkH
274
mm

5
DqF
75,17
mm

DqG
150,35
mm

DqH
248,079
mm

6
Kecepatan keliling
VF= VG = VH
11,775
m/s

7
Gaya tangensial
FtF= FtG= FtH
1795,45
kg

8
Faktor dinamis
Fv
0,63

9
FbF
27,87
kg/ mm

FbG
34,44
kg/ mm

FbH
38,80
kg/ mm

10
Lebar gigi
bF= bG = bH
30,15
mm

No
Yang dihitung
Spesifikasi
1
Poros input
No
Spesifikasi
Notasi
Nilai
Satuan

1
Daya yang ditrasmisikan
P
235
Ps

172,725
Kw

2
Putaran poros penggerak
N
2500
rpm

3
Faktor koreksi
fc
1,2

4
Daya rencana
Pd
207,27
Kw

5
Momen puntir yang terjadi
Mp
80752,3
Kg.mm

6
Bahan poros
S 55 C

7
Kekuatan tarik
t
66
Kg/mm2

8
Factor keamanan
Sf1
6,0

Sf2
1,5

9
Tegangan punter yang terejadi
p
7,33
Kg/mm2

10
Faktor koreksi momen punter
Kt
1,5

11
Faktor koreksi beban lentur
Cb
1,5

12
Diameter poros
D
13,30
Mm

D(standar)
40
Mm
2
Poros perantara gigi mundur
No
Spesifikasi
Notasi
Nilai
Satuan

1
P
235
Ps

172,725
Kw

2
N
2500
rpm

3
Faktor koreksi
fc
1,0

4
Daya rencana
Pd
207,27
Kw

5
Momen punter yang terjadi
Mp
134587,32
Kg.mm

6
Bahan poros
S 55 C

7
Kekuatan tarik
t
66
Kg/mm2

8
Factor keamanan
Sf1
6,0

Sf2
1,5

9
p
7,33
Kg/mm2

10
Kt
1,5

11
Cb
1,5

12
Diameter poros
D
15,76
mm

D(standar)
42
mm
No
Yang dihitung
Spesifikasi
1
Perencanaan poros output untuk gigi 1
No
Spesifikasi
Notasi
Nilai
Satuan

1
P
235
Ps

172,725
Kw

2
N
1496,93
rpm

3
Faktor koreksi
Fc
1,0

4
Daya rencana
Pd
207,27
Kw

5
Mp
13486,4
Kg.mm

6
Bahan poros
S 55 C

7
Kekuatan tarik
t
66
Kg/mm2

8
Factor keamanan
Sf1
1,5

Sf2
1,5

9
p
7,33
Kg/mm2

10
Kt
1,5

11
Cb
1,5

12
Diameter poros
D
59,54
mm

D(standar)
51
mm
2
No
Spesifikasi
Notasi
Nilai
Satuan

1
P
235
Ps

172,725
Kw

2
N
3368,44
rpm

3
Faktor koreksi
fc
1,0

4
Daya rencana
Pd
207,27
Kw

5
Mp
59933,7
Kg.mm

6
Bahan poros
S 55 C

7
Kekuatan tarik
t
66
Kg/mm2

8
Factor keamanan
Sf1
1,5

Sf2
1,5

9
p
7,33
Kg/mm2

10
Kt
1,5

11
Cb
1,5

12
Diameter poros
D
88,26
mm

D(standar)
90
mm
3
No
Spesifikasi
Notasi
Nilai
Satuan

1
P
235
Ps

172,725
Kw

2
N
5238,58
rpm

3
Faktor koreksi
fc
1,0

4
Daya rencana
Pd
207,27
Kw

5
Mp
38537,4
Kg.mm

6
Bahan poros
S 55 C

7
Kekuatan tarik
t
66
Kg/mm2

8
Factor keamanan
Sf1
1,5

Sf2
1,5

9
p
7,33
Kg/mm2

10
Kt
1,5

11
Cb
1,5

12
Diameter poros
D
76,17
mm

D(standar)
80
mm
4
No
Spesifikasi
Notasi
Nilai
Satuan

1
P
235
Ps

172,725
Kw

2
N
6736,84
rpm

3
Faktor koreksi
fc
1,0

4
Daya rencana
Pd
207,27
Kw

5
Mp
29966,7
Kg.mm

6
Bahan poros
S 55 C

7
Kekuatan tarik
t
66
Kg/mm2

8
Factor keamanan
Sf1
1,5

Sf2
1,5

9
p
7,33
Kg/mm2

10
Kt
1,5

11
Cb
1,5

12
Diameter poros
D
70,05
mm

D(standar)
65
mm
No
Yang dihitung
Spesifikasi
1
Spline untuk poros input
No
Spesifikasi
Notasi
Nilai
Satuan

1
Poros input
ds
14
mm

2
Jumlah spline
ns
8
Buah

3
Gaya tangensial total pada poros
F
11536,1
Kg

4
Besar gaya yang bekerja pada spline
Fn
1442
Kg

5
Lebar spline yang digunakan
b
10
mm

6
Tinggi spine yang digunakan
h
8
mm

7
Kedalaman alur pada poros
t1
5,0
mm

8
Kedalaman alur pada roda gigi
t2
3,3
mm

9
Tekanan permukaan yang diizinkan
PA
10
Kg/mm2

10
Panjang alur spilne
L
43,69
mm

2

Spline untuk poros perantara roda gigi mundur
No
Spesifikasi
Notasi
Nilai
Satuan

1
Poros input
ds
16
mm

2
Jumlah spline
ns
8
Buah

3
F
9705,81
Kg

4
Fn
1213,22
Kg

5
b
14
mm

6
h
9
mm

7
t1
5,5
mm

8
t2
3,8
mm

9
PA
10
Kg/mm2

10
Panjang alur spilne
L
31,92
mm

3

Spline untuk poros autput
No
Spesifikasi
Notasi
Nilai
Satuan

1
Poros input
ds
55
mm

2
Jumlah spline
ns
8
mm

3
F
4894,08
Buah

4
Fn
611,76
Kg

5
b
15
mm

6
h
10
mm

7
t1
5
mm

8
t2
5
mm

9
PA
10
Kg/mm2

10
Panjang alur spilne
L
12,23
mm
No
Yang dihitung
Spesifikasi

1

Analisa perhitungan temperatur
No
Spesifikasi
Notasi
Nilai
Satuan

1
Derajat enguler pada pelumas 500 c
E
12,02

2
Koefisien viskositas pelumas
Cn
1,28

3
Harga kekerasan roda gigi 1
S1
0,85

4
Harga kekerasan roda gigi 2
S2
0,85

5
Harga kekerasan roda gigi
Sm
0,85

6
Faktor kekerasan permukaan roda gigi
CR
0,9

7
Temperatur nyala yang diizinkan
TBP
162
0C

8
Pelumas yang cocok untuk rancangan
SAE 90

Saran
Saran yang dapat diperoleh dalam perencanaan transmisi roda gigi adalah ;
Perhitungan lebar gigi dan posisi roda gigi tiap tingkat kecepatan pada poros harus tepat agar diperoleh kinerja kendaraan yang optimal dengan kotak transmisi yang sesuai dengan kendaraan yang bersangkutan.
Penggunaan minyak pelumas harus memperhatikan standar yang telah ditentukan oleh pabrik pembuatnya untuk menjamin keawetan komponen transmisi roda gigi.
Penggunaan velg dan ban kendaraan harus menggunakan standar yang telah ditentukan, karena hal tersebut dapat mempengaruhi tingkat kecepatan kendaraan dan umur komponen mesin.

analisa perencanaan roda gigi

Recommend Documents