Perbandingan Putaran dan Perbandingan Roda Gigi (G) G=
=
=
. .
=
Jarak Sumbu Poros (L)
Jumlah minimum Gigi
Kekuatan pada Gigi
y =
faktor bentuk gigi
Tegangan Kerja Ijin
Beban Dinamis
Beban Statis
Prosedur Perancangan Roda Gigi Lurus 1. Beban Gigi Tangensial
Beban Lelah
2. Pakailah rumus Beban Gigi Tangensial berikut hanya untuk roda gigi yang lebih lemah atau yang memiliki faktor tegangan sangat kecil
Nilai b adalah dan 3. Menghitung Beban Dinamis
4. Menentukan Beban Statis
5. Menghitung Beban Lelah
Contoh-contoh Soal
Konstruksi Roda Gigi Lurus
(a) Jika diamater diamater dedendumny dedendumnya a sedikit lebih besar dari diameter diameter porosnya porosnya (b) Jika diameter diameter pitch pitch kurang kurang dari atau sama sama dengan 14.75 14.75 m + 60 mm (c) Roda gigi kecil kecil sampai dengan diameter diameter pitch pitch = 250 250 mm
Roda gigi besar dengan rusuk/jari-jari rusuk/jari-jari
Tebal rim
Desain Poros untuk Roda Gigi 1. Mene Menent ntuk ukan an beb beban an nor norma mall (WN)
2. Menghitung berat roda gigi
3. Menghitung resultan beban
4. Menghitung Momen bending jika roda gigi dalam posisi overhung
5. Menghitung Torsi ekivalen dan diameter poros
Desain Rusuk/Jari-jari
Momen bending maksimum pada setiap rusuk
Modulus penampang dari setiap rusuk
Contoh soal Sebuah poros motor berputar 1500 rpm untuk memindahkan daya 15 kW ke sebuah poros putaran rendah dengan perbandingan kecepatan 3:1. Roda giginya mempunyai sudut tekan 14.5° dan jumlah gigi pinion 25 buah. Kedua roda gigi pinion dan gear dibuat dari bahan baja dengan tegangan maksimum selamat 200 Mpa, sedangkan untuk bahan poros dan pasak mempunyai tegangan maksimum 40 Mpa. Desainlah sebuah roda gigi penggerak yang cocok untuk kondisi di atas, dimana torsi saat start lebih besar 25% dari torsi saat running. Penyelesaian: Diberikan :
Desain roda gigi
Jika diasumsikan modul m = 6 mm, maka:
Jika diasumsikan kondisi beban steady dan lama operasi 8-10 per hari, diperoleh nilai service factor C s berdasarkan Tabel 28-10: Sehingga beban gigi tangensial: Velocity factor untuk kecepatan kerja sampai 12.5/s :
Faktor bentuk gigi pinion, untuk gigi involute 14.5°
Dari beban gigi tangensial diperoleh diperoleh
Nilai lebar gigi (b) bisa diambil sebesar 6m = 6 x 6 mm = 36 mm Berdasarkan Tabel 28.1 diperoleh:
Perancangan Poros Pinion Beban normal pada permukaan permukaan gigi Berat roda gigi pinion
Beban resultan
Diasumsikan roda roda gigi dalam posisi overhang 100 mm, maka momen bending =
Momen Puntir Momen Ekivalen Maka diameter poros pinion
Diameter dan panjang Hub Namun karena panjang hub tidak boleh melebihi lebar gigi (36 mm) maka panjang hub = 36 mm
Perancangan Perancangan Poros Gear Berat roda gigi gear Beban resultan
Momen bending dengan asumsi overhang pada 100 mm
Momen Puntir Momen Puntir Ekivalen Diameter poros
Diameter dan panjang Hub
Perancangan Perancangan Rusuk/Jari-Jari Dengan diameter pitch 450 mm, maka jumlah jari-jari = 4 buah; penampang jari-jari diasumsikan berbentuk elip dengan panjang sumbu mayor dua kali panjang sumbu minor. Modulud penampang
Stalling Load
Momen bending maksimum di setiap jari-jari
Tegangan Bending Be nding
Perancangan Roda Gigi Kerucut
Cone distance:
Addendum Angle
Dedendum Angle
Outside atau Addendum Cone Diameter
Inside atau Addendum Cone Diameter
Perbandingan Kecepatan VR = Dari gambar konstruksi diperoleh:
Dengan langkah yang sama didapatkan:
Untuk sudut ƟS = 90° maka: maka:
Proporsi roda gigi kerucut:
Ekivalensi Ekivalensi dalam penentuan jumlah gigi
Jumlah gigi ekivalen:
Kekuatan Roda Gigi Kerucut Beban tangensial
Gaya-gaya yang bekerja pada Roda Gigi Kerucut
Perancangan Poros 1. Torsi
2. Gaya tangensial
3. Gaya aksial dan radial 4. Menghitung Momen Bending Resultan
5. Momen Puntir Ekivalen
6. Menghitung diameter poros pinion
7. Prosedur yang sama bisa dilakukan untuk poros gear Contoh soal Sepasang roda gigi kerucut berbahan besi cor menghubungkan dua buah poros. Diameter jarak bagi pinion dan gear secara berurutan adalah 80 mm dan 100 mm, dengan sudut tekanan 14.5°. Tegangan ijin statis kedua roda gigi adalah 55 Mpa. Jika pinion memindahkan daya sebesar2.75 kW pada putaran 1100 rpm. Tentukanlah modul dan jumlah gigi dari masing2 roda gigi, jika batas ketahanan permukaannya sebesar 630 Mpa dan modulus elastisitas besi tuang adalah 84 kN/mm2 Penyelesaian Diketahui:
Sudut jarak bagi pinion dan gear berurutan:
Jumlah gigi pinion dan gear berurutan: berurutan:
Faktor bentuk gigi
Kecepatan garis jarak bagi:
Faktor kecepatan
Panjang jarak bagi kerucut:
Jika diasumsikan tebal gigi (b) adalah 1/3 dari L, maka
