96816279 TUGAS ELEMEN MESIN II Perencanaan Roda Gigi Kerucut Pada Mesin Gerinda Tangan

KERUCUT

PADA MESIN GERINDA TANGAN

TUGAS ELEMEN MESIN II

Dibuat untuk memenuhi syarat kurikulum pada

Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Sriwijaya Oleh Ardin Wahyu S Koko Fahmi S 03091005001 03091005031

JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SRIWIJAYA

2012/2013 4

PERENCANAAN RODA GIGI KERUCUT

PADA MESIN GERINDA TANGAN

TUGAS PERENCANAAN ELEMEN MESIN II

Dibuat untuk memenuhi syarat kurikulum pada

Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Sriwijaya

Oleh :

Ardin Wahyu S 03091005001

Koko Fahmi S 03091005031

Diketahui oleh Koordinator Disetujui untuk Jurusan Teknik

Tugas Elemen Mesin I : Mesin oleh Dosen Pembimbing

M. Yanis. ST, MT M. Yanis. ST, MT

KATA PENGANTAR

6 Puji dan syukur ke Hadira t Tuhan Yang Maha Esa, karena berkat dan rahmat dan karuni a-N y a j u g a l a h p e

Bapak, Muhammad Yanis, ST, MT, selaku dosen pengasuh mata kuliah Tugas Elemen Mesin

II ini.

Penulis menyadari bahwa masih banyak terdapat kekurangan-kekurangan dalam tugas perencanaan ini, oleh karena itu penulis mengharapkan saran maupun kritik yang membangun

dari para pembaca.

Akhirnya penulis berharap kiranya tugas perencanaan ini dapat bermanfaat bagi penulis

sendiri dan rekan-rekan mahasiswa terutama di lingkungan Jurusan Teknik mesin Universitas Sriwijaya

Palembang, Mei 2012

DAFTAR ISI

Halaman Sampul ... i

Halaman Judul ... ii

Halaman Pengesahan ... iii

Kata Pengantar ... iv

Daftar Isi ... v

Daftar Tabel ... vii

Daftar Gambar ... viii

Daftar Lampiran ... ix

BAB I. PENDAHULUAN ... 1

A. Latar Belakang ... 1

B. Tujuan dan Manfaat ... 2

C. Pembatasan Masalah ... 3

D. Metode Penulisan ... 3

II. TINJAUAN PUSTAKA ... 4

A. Klasifikasi Roda Gigi ... 4

B. Tata Nama Roda Gigi ... 7

C. Roda Gigi Kerucut ... 9

III. PERHITUNGAN ... 15

A. Perencanaan Roda Gigi ... 15

2. Perencanaan Pasak ... 28 C. Perencanaan Bantalan ... 30 IV. KESIMPULAN ... 32 Daftar Pustaka Lampiran

DAFTAR TABEL

Halaman GAMBAR

2. Klasifikasi Roda gigi ... 5

3. Tata Nama Roda Gigi ... 7

4. Nama Bagian-bagian Roda Gigi Kerucut ... 10

5. Roda Gigi Kerucut Istimewa ... 11

6. Roda Gigi dan Pinyon Kerucut Lurus ... 11

7. Alat Pemarut Es Mekanik ... 13

Halaman 1. Kartu Asistensi ... Lampiran 2. Pengesahan Judul ... Lampiran

BAB I

PENDAHULUAN

mesin terdiri dari elemen-elemen yang jumlahny a relatif besar mencapa i lebih d ar i ri b u a n. K e s e m u a n y a it u s al in g m e n d

ukung untuk menghasilkan suatu gerak yang

terpadu. Untuk terjadinya kesinambungan antar komponen mesin tersebut haruslah

direncanakan terlebih dahulu. Hal yang perlu untuk diperhatikan dalam perencanaan adalah

kesesuaian antar komponen, faktor keamanan, umur, efisiensi, dan biaya serta ketahanan

komponen tersebut dapat menjalankan fungsinya dengan baik.

Pada tugas perencanaan elemen mesin ini, kami mengambil judul

“Perencanaan Roda Gigi Kerucut Pada Mesin Gerinda Tangan ”.

Roda gigi adalah suatu komponen mesin yang berfungsi untuk meneruskan daya yang

besar dari roda gigi ke roda gigi yang lain untuk digerakkan dengan melalui motor.

Dalam ilmu elemen mesin dikenal beberapa cara pembuatan roda gigi atau

penggabungan dua atau lebih komponen mesin yang terpisah. Pada dasarnya roda gigi terbagi

atas beberapa terminologi utama, yaitu :

a. Adendum yaitu jarak radial antara bidang atas (top land) dengan lingkaran

puncak.

b. Dedendum yaitu jarak radial dari bidang bawah (bottom land) dengan lingkaran

puncak.

c. Circular Pitch (Jarak Lengkung Puncak) adalah jarak yang diukur pada lingkaran

puncak, dari satu titik pada sebuah gigi ke satu titik yang berkaitan pada gigi

sebelahnya.

Jadi, roda gigi termasuk juga pada jenis sambungan tidak tetap, karena roda gigi

roda gigi yang digerakkan meskipun motor penggerak tetap bekerja.

Mesin Gerinda Tangan merupakan satu alat dari beberapa alat yang menggunakan

perencanaan roda gigi kerucut dengan pengerjaan mekanik. Dikatakan sebagai roda gigi

kerucut Spiral karena bentuk visualnya yang mirip dengan kerucut dan alur giginya yang

berbentuk spiral. Selain itu pada mesin gerinda tangan ini bila ditinjau dari letak poros roda

giginya adalah termasuk roda gigi dengan poros berpotongan dengan sudut porosnya sebesar 90°.

B. Tujuan dan Manfaat 1. Tujuan Penulisan

a. Untuk memenuhi kurikulum mata kuliah Elemen Mesin II.

b. Untuk menerapkan kajian teoritis yang diperoleh dari kuliah ke dalam bentuk rancangan elemen mesin.

c. Untuk menghitung bagian-bagian roda gigi dan mengetahui cara kerjanya.

2. Manfaat Penulisan

a. Melatih kami mendalami dan memahami fungsi dan karakteristik dari suatu elemen mesin.

b. Mampu merencanakan elemen mesin (roda gigi) yang berdasarkan atas perhitungan-perhitungan yang bersumber dari literatur.

14 Dalam tugas perencanaan elemen mesin II ini kami hanya akan membahas mengenai roda gigi kerucut Spiral (hipoid) pada mesin gerinda tangan.

D. Metode Penulisan

Pada tugas perencanaan ini pembahasan dilakukan dengan menggunakan literatur dan

buku-buku yang memuat data serta rumus-rumus yang berkaitan dengan masalah yang kami

bahas.

BAB II

Jika dari dua buah roda berbentuk silinder atau kerucut yang saling bersinggungan pada

kelilingnya salah satu diputar, maka yang lainnya akan ikut berputar pula. Alat yang

menggunakan cara kerja semacam ini untuk mentransmisikan daya disebut roda gesek. Hal ini untuk meneruskan daya kecil dengan putaran yang tidak perlu tepat.

Namun untuk menghasilkan daya yang besar dan putaran yang tepat, kedua roda gesek ini

harus dibuat bergigi pada kelilingnya sehingga penerusan daya dilkukan oleh gigi-gigi kedua

roda yang saling berkait. Roda gigi semacam ini, yang dapat berbentuk silinder atau kerucut disebut roda gigi.

A. Klasifikasi Roda Gigi

Klasifikasi Roda Gigi

No. Letak Poros

1. Roda gigi dengan

Roda Gigi Roda gigi lurus (a) Roda gigi miring (b) Roda gigi miring ganda (c)

Keterangan (Klasifikasi atas dasar bentuk alur gigi)

poros sejajar

2. Roda gigi dengan poros berpotongan

No. Letak Poros 3. Roda gigi dengan

Roda gigi luar

Roda gigi dalam dan pinyon (d) Batang gigi dan pinyon (e) Roda gigi kerucut lurus (f) Roda gigi kerucut spiral (g)

• Roda gigi kerucut Zerol

• Roda gigi kerucut miring

• Roda gigi kerucut miring ganda

Roda gigi permukaan dengan poros berpotongan (h)

Roda Gigi Roda gigi miring silang (i)

Arah putaran berlawanan Arah putaran sama Gerakan lurus dan berputar

(Klasifikasi atas dasar bentuk jalur gigi)

Keterangan Kontak titik

Roda gigi cacing silindris (j) Roda gigi cacing selubung ganda (globoid) (k)

Roda gigi cacing samping Roda gigi hiperboloid Roda gigi hipoid (l) Roda gigi permukaan silang

Tabel 1. Klasifikasi Roda Gigi

Gambar 1.

Klasifikasi Roda Gigi

Roda gigi pada umumny a dapat dibagi menjadi empat jenis, yaitu : a. Roda gigi lurus (Spurs gear)

17

Roda gigi lurus, yaitu suatu elemen mesin yang berfungsi sebagai penerus

daya dan putaran dari poros penggerak ke poros yang digerakkan tanpa terjadi

slip, dimana sumbu kedua poros tersebut terletak saling sejajar.

Roda gigi ini bersifat tetap yang mana dalam artinya tidak dapat dilepas

pada saat mesin dalam keadaan berputar.

b. Roda gigi miring (Helical)

Roda gigi miring yaitu elemen mesin yang mempunyai jalur gigi yang

membentuk ulir pda siloinder jarak bagi, berfungsi sebagai penghubung antara

roda gigi yang digerakkan dengan roda gigi penggerak dengan putaran dan daya yang sama serta dapat dilepaskan dari kedua.

c. Roda gigi Cacing

Roda gigi ini meneruskan putaran dengan perbandingan reduksi yang

besar. Tetapi untuk beban yang besar roda gigi cacing dapat dipergunakan dengan

perbandingan sudut kontak yang lebih besar. Roda gigi ini meliputi roda gigi

cacing slindris, selubung ganda (globoid), roda gigi cacing samping.

d. Roda gigi kerucut

Merupakan roda gigi yang paling sering dipaka tetapi roda gigi ini sangat

berisik dengan perbandingan kontak yang kecil, macam-macam roda gigi ini

meliputi roda gigi kerucut lurus, spiral, miring, Zerol.

gigi digambarkan pada (Gambar 2).

Lingkaran Puncak (pitch

circle) dari sepasang roda gigi

yang berpasangan adalah saling bersinggungan satu terhadap

yang lain.

Gambar 2. Tata Nama Roda Gigi

Pinyon adalah roda gigi yang terkecil diantara dua roda gigi yang berpasangan. Yang lebih besar sering disebut Roda Gigi (Gear).

Jarak Lengkung Puncak (circular pitch), p adalah jarak yang diukur pada lingkaran

puncak, dari satu titik pada sebuah gigi ke suatu titik yang berkaitan pada gigi di sebelahnya.

Jadi jarak lengkung puncak adalah sama dengan jumlah tebal gigi (tooth-thickness) dan lebar

antara (width of space). d

m

p = jarak lengkung puncak d = diameter puncak mm ( ) N = jumlah gigi m = mm module ( )

Modul adalah indeks dari ukuran gigi pada standar SI.

d m =_N

m = mod ule

Puncak diametral (diametral pitch), P adalah perbandingan antara jumlah gigi pada

roda gigi dengan diameter puncak. Atau kebalikan dari module. Puncak diametral dinyatakan

dalam jumlah gigi per inci (dalam satuan Inggris).

P=

=

N d

)

P puncak diametral (gigi per inci maka:

pP =π

Addendum a adalah jarak radial antara bidang atas (top land) dengan lingkaran

puncak. Dedendum b adalah jarak radial dari bidang bawah (bottom land) ke lingkaran puncak. Tinggi keseluruhan (whole depth) ht adalah jumlah addendum dan dedendum.

Lingkaran kebebasan (clearance circle) adalah lingkaran yang yang bersinggungan dengan lingkaran addendum dari pasangan roda gigi tersebut. Kebebasan (clearance), c

adalah an-punggung (bock-lash) adalah besaran yang diberikan oleh lebar antara dari satu

roda gigi kepada tebal gigi dari roda gigi pasangannya diukur pada lingkaran puncak.

C. Roda Gigi Kerucut

Roda gigi yang termasuk dasar adalah roda gigi dengan poros sejajar, dan dari jenis

20 tinggi, daya besar dan bunyi kecil antara dua poros sejajar, pada umumnya roda gigi yang dipakai adalah roda gigi miring.

Sedangkan untuk roda gigi kerucut biasanya dipakai untuk memindahkan gerakan antara poros yang berpotongan. Dengan sudut perpotongan antara kedua poros sebesar 90°. Namun roda gigi bisa dibuat untuk semua ukuran sudut. Giginya bisa dituang, dimilling, atau dibentuk.

Jarak Kebebasan pada roda gigi kerucut adalah merata (Uniform Clearance).

Roda gigi kerucut lurus adalah jenis roda gigi kerucut yang mudah dan sederhana

pembuatannya dan memberikan hasil yang baik dalam pemakaiannya bila dipasangkan secara

tepat dan teliti. Sama halnya dengan roda gigi lurus, roda gigi ini menjadi bising pada harga

kecepatan garis puncak yang tinggi.

1. Profil Roda Gigi Kerucut Lurus

Sepasang roda gigi kerucut yang saling berkait dapat diwakili oleh dua bidang

kerucut dengan titik puncak yang berhimpit dan saling menggelinding tanpa slip. Kedua

bidang kerucut ini disebut “kerucut jarak bagi”. Besarnya sudut puncak kerucut merupakan ukuran bagi putaran masing-masing porosnya. Roda gigi kerucut yang alur

giginya lurus dan menuju ke puncak kerucut dinamakan “roda gigi kerucut lurus”.

Gambar 3.

Nama Bagian-bagian Roda Gigi Kerucut

biasanya berpotongan dengan sudut 90°. Bentu k khusu s dari roda gigi keruc ut dapat berup a “roda gigi miter” yang memp unyai sudut keruc ut jarak bagi sebes ar 45° dan roda gigi mahk ota denga n sudut keruc ut

jarak

bagi sebesar 90°. Dimana diperlihatkan pada (Gambar 4).

pada roda gigi kerucut dapat dihitung dengan menggunaka n persa maan sebag ai berik ut : tanγ= N_P d a n t a n Γ = N_G dim N G= NP ana P pinyon () G gear γ = pinyon Γ = gigi Berikut ini adalah gambar roda gigi dan pinyon kerucut lurus.

Gambar 5.

Roda Gigi Dan Pinyon Kerucut Lurus

Gigi lurus standar dari roda gigi kerucut dipotong dengan menggunakan sudut

tekan 20°, addendum dan dedendum yang tidak sama, dan kedalaman gigi yang penuh.

Hal ini menambah perbandingan kontak, menghindari kurang potong, dan menambah kekuatan dari pinyon.

Pada suatu pemasangan roda gigi kerucut yang khas yaitu satu diantara luar dari

bantalan. Ini berarti bahwa lendutan poros bisa lebih nyata dan mempunyai pengaruh

yang lebih besar dari pada persinggungan gigi tersebut. Kesulitan yang timbul dalam

memperkirakan tegangan pada gigi roda gigi kerucut adalah bahwa gigi ini berbentuk

tirus. Jadi untuk mendapatkan persinggungan garis yang sempurna melalui pusat kerucut gigi tersebut haruslah melentur yang lebih besar dibandingkan pada ujung yang kecil.

ujung yang besar. Karena variasi beban di sepanjang muka gigi ini, maka dianjurkan

untuk lebar muka sedikit pendek.

2. Cara Kerja Alat Pemarut Es

Cara pengoperasian alat pemarut es mekanik adalah dengan cara menghubungkan

motor dengan sumber arus, motor tersebut menghasilkan daya yang kemudian

dittansmisikan ke pully alat pemarut es melalui sabuk. Daya yang ditransmisikan oleh sabuk pemutar poros horizontal. Roda gigi kerucut yang dipasang pada poros tersebut akan ikut berputar dan akan mengerakkan pinyon yang terhubung dengan roda gigi. Pada diameter dalam dari pinyon dimasukkan batang penekan dan diberi pasak. Batang penekan berulir memutar turun karena diberi pasangan, yaitu roda gigi miring yang

letaknya di atas pinyon dan dikunci oleh baut pengunci roda gigi miring. Batang penekan

berulir turun sambil memutar balok es. Pada landasan tempat balok es tersebut diputar

terdapat mata pisau bergigi pada suatu tempat dan diberi lubang persegi empat untuk menurunkan potongan es. Balok es yang berputar akan menjadi potongan-potongan kecil yang kemudian akan turun melalui lubang ke tempat penadah. Jika balok

es sudah menjadi tipis, maka pedal gas akan dilepas untuk menghentikan kerja dari alat

tersebut. Kemudian baut pengunci dari roda gigi dikendurkan dan dengan memutar roda

kemudi yang dihubungkan dengan roda gigi miring pada pinyon sehingga akan memutar

batang penekan berlawanan arah kerja tadi, maka batang penekan berulir akan naik ke

Gambar 6.

Alat Pemarut Es Mekanik Keterangan gambar pemarut es mekanik adalah : 1. Roda gigi miring

2. Batang tekan 3. Pinyon kerucut 4. Roda gigi kerucut 5. Poros

6. Pasak

7.

Banta lan

A. Perencanaan Roda Gigi

BAB III

PERHITUNGAN

25 Pada perencan aan roda gigi ini dipakai dua buah roda gigi kerucut lurus, dimana sa tu ro d a gi gi b er fu n g si se b a g ai ro d a gi gi p e n g g er a

gigi yang digerakkan (pinyon). Adapun bahan dari roda gigi dan pinyon adalah besi cor FC 18 dengan kekuatan lentur 4,0 kg/mm2.

Data perencanaan adalah : 1. Putaran motor (nc) 2. Daya motor (P) 3. Reduksi transmis i 4. Reduksi roda gigi kerucut 5. Faktor koreksi (fc) 6. Jumlah roda gigi kerucut (Ng) 7. Jumlah roda gigi pinion (Np) 8. Puncak diametral (P) 9. Sudut tekan ( ) = = = = = = = = = 5 1,5

1 (untuk daya nominal) 3 gig i/in

Maka daya penggeraknya (Pd) adalah :

Pd = P x fc = 0,25 x 1 = 0,25 kW

26

Dari harga reduksi puli dan sabuk yang telah diketahui, maka putaran roda gigi kerucut

dapat diketahui pula, yaitu :

n I = c

ni

dimana :

Sehingga :

nc = putaran motor listrik = 1500 rpm

ni = putaran roda gigi kerucut

I = reduksi puli = 5

1500

5 = _ni

ni=300rpm

Reduksi pada roda gigi kerucut :

Z Dimana : 1 = 1,5 Z2 Z1= n 1 Z2n2

n1 = putaran roda gigi kerucut n2 = putaran pinion

Maka : 1,5 = n1/n2 n2 = 300 x 1,5 n2 = 450 rpm

Torsi pada roda gigi kerucut : T = 9,74 x 105 x Pd/n

1

Sehingga : T = 9,74 x 105 x 0,25/300

tan-11 = Np/Ng ... (Shigley hal. 239)

= 18/27 1 = 33,6

2. Sudut Puncak roda gigi

tan-1₂ = Ng/Np ... (Shigley hal. 239)

= 27/18 2 = 56,3

3. Diameter puncak pinion (dp) ... (Shigley hal. 175) dp = Np/P

= 18/3 = 6 in = 152,4 mm 4. Diameter puncak roda gigi (dg)

dg = Ng/P

= 27/3 = 9 in = 228,6 mm 5. Lebar muka gigi (F)

F = 10/P

= 10/3 = 3,33 in = 84,67 mm 6. Faktor perubahan kepala (X1dan X2)

X1 = 0,46 [1-(18/27)2]

= 0,46 [1-0,4] = 0,276 X2 = - 0,276

Tinggi kepala (Adendum) hk1 = (1 + X1) m Dimana : m = modul = dp/Np = 152,2 /18 = 8,46 mm hk1 = (1 + 0,276) 8,46 = 10,8 mm Tinggi kaki (dedendum)

hf1 = (1 – 0,276) m + Ck

Dimana : Ck = kelonggaran puncak

Ck = ( ) 0,0508 0,188 P + mm = ( ) 0,0508 mm 0,188 3 + = 0,11 mm hf1 = (1 – 0,276) x 8,46 + 0,11 = 6,23 mm 8. Untuk roda gigi

Tinggi kepala (adendum) hk2 = (1 – X1) m

= (1 – 0,276) 8,46 = 6,12 mm

Tinggi kaki (dedendum) hf2 = (1 + X1) m + C k

= (1 + 0,276) 8,46 + 0,11 = 10,9 mm 9. Diameter lingkaran kepala pinion

= 152,4 + 2 .10,8 cos 33,6 = 170,3 mm

10. Diameter lingkaran roda gigi dg2 = dg + 2hk2 cos2

= 228,6 + 2 . 6,12 cos 56,3

= 235,33 mm

11. Jarak dari puncak kerucut sampai puncak luar gigi untuk pinion X1 = (dp/2) – hk1 sin1 = (152,4/2) – 10,8 sin 33,6 = 70,26 mm 12. Jarak kerucut (R) R = dp/2 sin 1 = 152,4/2 sin 33,6 = 138,5 mm

13. Pemeriksaan keamanan terhadap tegangan dan kekuatan lentur Wt = 60 . 103 . H/ dn π

H = P . fc = 0,25 kW

Wt = 60 . 103 . 0,25/3,14 . 12 . 1500

= 0,26 kN

14. Diameter puncak rata-rata dari roda gigi besar

= 228,6 – 84,67 sin 56,3 = 158,16 mm = 6,23 in

15. Kecepatan garis puncak pada puncak rata-rata

V = dav . . n/12 ... (Shigley hal 175) π

= 6,23 . 3,14 . 300/12 = 489,06 ft/menit 16. Faktor kecepatan Kv = 50 / 50 +V ... (Shigley hal 181) =

50 / 50

+

489,56

= 0,693

17. Tegangan lentur pada roda gigi = Wt . P/kv . F . J ...

σ ... (Sularso hal 242)

J = 0,22 ; untuk faktor geometri

0,22.3 gigi / in.1/ 25,4.103 30 = σ₀ , 6 9 3 . 8 4 , 6 7 . 0 , 2 2 . 1 0 −3 = 0,698 kPa 1 8. T e g a n g a n y a n g d ii zi n

4 x 9,81 kg

= _1.10−6m2 = 3,924 . 104 kPa

Karena < σ σa maka roda gigi dalam keadaan sangat aman.

B. Perencanaan Poros dan Pasak

D = 100 mm I = 5

Dimana : D = diameter puli I = reduksi puli

Maka : d = D/I ... (Sularso hal. 166) = 100/5 = 20

Sehingga : V = . d . n/(60x1000) ... (Sularso hal. 166) π

3,14x20x1500 31 =₆₀₀₀₀ Po = = 1,57 m/s ) F ... ... ... (Sularso hal. 171) 102 Dima na : Po = Daya yang diren cana kan Po = 0,25 kW V = kecepatan Maka : 0,25 = ( ) F 102 F1-F2 = 16,24 Ø

+ 2− ( − ) 2 32 C = b b 8 D d 8 ... ... ... (Sulars o hal. 170) Dima na : b = 2L – (10 π 0 + 20) . ... ... .... ... ... (Sula rso hal. 170) b = 2L – (10 π 0 + 20) = 2(10 16) – 3,14( 120) = 2032 – 376,8 = 1655, 2

− C = b b + 8 D d 8 ( )2(−)2 =1 6 5 5 , 2 1655,2 − 8 100 20 8 = 411,85 Besarnya sudut kontak adalah : − 5 7 ( D d ) =o − θ 180 C − = o θ 180 = 57(100 20) 411,85 o θ 168,93 169 θ ≈ o Maka : F1/F2 = eμ θ. Dimana : μ = koefisien gesek = 0,2 e

F1/F2 = e33,8 F1 = 4,78 F2 16,24 = F1 – F2 16,24 = (4,78 F2 – F2) 16,24 33 F3,78 F 4,30 kg F 20,5 4 kg Sehin gga jumla h sabu k yang diper lukan adala h : P N d ... ... ... ... ... ... (Sular so hal. 173) P N 0,25 0,25x 0,97 N = ≈ ah

1. Perencanaan Poros

Wt = T/rav ... (Shigley hal. 238) Dimana rav = dav/2

=

dp − F sin δ1

= 152,4 − 84,67 sin 33,6 2 34 = 52,77 mm Wt = 811,6 /52,7 7 = 15,4 kg Wa = Wt tan Ф sin ... γ ... ... ... ... (Shig ley hal. 238) = 15,4 tan 20 sin 33,6 = 3,10 kg Wr = Wt tan Ф cos ... ... ...

= 15,4 tan 20 cos 33,6 = 4,67 kg y F1 z A 5 c m Rcz B 9 c m Rcz C 3,2 cm x D Wa E Wr Rby Wt Rcy • Momen di titik C F1 . CD + Wr . AC + Rby . BC = Wa . AE Rby = Wa . AE – Wr . Ac – F1 . CD Rby = x − 3,10x5, 277 − 4,67 14 9 x 18,64 32 = - 12,07 kg

• Σfy = 0

Wr + Rby + Rcy = Ftot Rcy = 18,64 – 4,67 + 12,07 = 26,04 kg Mcz = 0 Σ Rby . BC = Wt . AC 15,4.14 35 Rbz = ₉ = 24 kg • Fz = Σ 0 Rby + Rcz = Wt Rcz = 15,4 – 24 = -8,6 kg • T = Σ 0 T = Wt . AE (dima na AE = r = 15,4 . 52,77 = 804,9 6 kg.m m

= ( ) − 12,072+ 242 = 26,8 kg Rc = Rcy 2+ Rcz2 = (26,04

)

(

− 8,6)2

= 25,5 kg W =

Wt

2

+

Wr

2 = 16,09 kg V A Wr 4,67 4,67 Sumbu x - y + B Rby 12,07 16,04 -7,4 -C Rcy 26,04 26,04 + 18,46 D 18,64 36 A 23 3,5 kg. m m B 5 9 6 , 4 8 k g . m m CD

Wt = 15,4 Rbz = 24 15,4 Rcz = 8,6 x Selanjutnya : Wt = T/r 8 , 6 7 7 0 k g . m m T = 811,6 kgmm = 70,46 lb.in n = 2,6 M (233,5) (770) 8 0 4 , 6 3 . =_69,9 3 . Dengan perencanaan : k g m m Ib in Baha n G 1050 0 AISI 1050 ditari k dingi n S

100 kpsi Sy = 84 kpsi Ka =

0,75 ... ... (Shigley hal. 177)

Kc= 0,868 , faktor keandalan 95 % Kd = Ke = 1 Kf = 1,33 Se = 0,5 Sout = 50 kpsi Se = KaKbKcKdKeKfSe = 0,75.0,865.0,868.1.1.1,33.50 = 37,45 kpsi

{

[( )2+ (M S e)2]/2

}

/3 ds = 48n π T Sy

{

[ ... (Shigley hal. 270) ] x103_{21/ 2}

}

/₃

(

=48 x2, 6 / 3,1 4 70, 46 / 84 x1 0 69,93 / 37,45 = 0,43 in = 10,92 mm ≈ 11 mm 2. P e r e n c a n a a n P a s a

k

Dalam pasak poros transmisi baja karbon AISI 1010 diroll panas

ut = B = 47.000 psi σ σ σB = 33,06 kg/mm2 diameter poros 11 mm penampang pasak b x h = 3mm x 3mm

tegangan geser yang diijinkan pada pasak ka = b/ Sfk 1 . Sfk σ σ 2 ... (Sularso hal 27) Sfk 1 = 6

Sfk 2 = 2,5 ; untuk tumbukan ringan ka = 33,06/(6.2,5) = 2,2 kg/mm

T = 811,6 kg.mm F = T/r

= 2T/d

= 811,6 . 2 / 11 =147,56 kg

ka F/li . b ... (Sularso hal. 25)

σ ≥

2,2 147,56 / li . 3 ≥

li 22,4 mm ≥

panjang pasak (l2) berdasarkan tekanan permukaan yang diizinkan : Pa = 8kg / mm2 t1= 2,5 mm F 8 ≥ 147,5 6 / l 2,5 l 7,4 mm Maka dapat diam bil keten tuan a. Ukur an pasak = b x h = 5 x 5 (mm) b. Lebar pasak adala h = 5 mm c. Panja ng pasak yang dipak

ai adalah L = 15 mm Lk/ds = 13/11 = 1,2

al a m p er e n c a n a a n in i je ni s b a nt al a n y a n g di g u n a k a n y ai tu b a

ntalan gelinding bola tunggal. 1. Bantalan pada titik B

Beban ekivalen dinamis (Pr)

Pr = XVFr + Yfa ... (Sularso hal. 135) Dimana : Fr = beban radial = 24,4 kg

Fa = beban aksial = 3,10 kg X = 1 ; V = 1 ; Y = 0 e Fa / V. Fr ... (Sularso hal. 135) ≥ = 3,10 /1 . 24,4 = 0,13 Pr = 1 . 1 . 24,4 + 0,310 Pr = 24,4 kg

Umur bantalan : L = 60 . n2 . Lh ... (Sularso hal. 136) Dimana : Lh = 5 x 365 = 1825 jam Maka L = 60. 450 . 1825 = 49,275 . 106 rev C/Pr = L1/3 C = Pr.L1/3 = 24,4(49,275)1/3 = 89,45 kg 2. Bantalan di titik C

Dimana : Fr = beban radial = 13,6 kg Fa = beban aksial = 3,10 kg X = 1 ; V = 1 ; Y = 0 e Fa/VFr = 3,10/13,6.1 = 0,227 ≥ Pr = 1.1.13,6 + 0.3,10 = 13,6 kg Umur bantalan : L = 60.n2. Lh Dimana : Lh = 5 x 365 = 1825 jam Maka : L = 60.450.1825 = 49,275. 106 rev C / Pr = L1/3 C = Pr. L1/3 = (49,275)1/3.13,6 C = 49,85 kg

BAB IV

KESIMPULAN

Berdasarkan hasil perhitungan pada bab-bab sebelumnya, maka dapat ditarik beberapa 42 k es i m p ul a n m e n g e n ai u k ur a n b a gi a n-b a gi a n ro d a gi gi p a d a m es in

1. Alat penggerak Daya motor Putaran motor

Reduksi transmisi sabuk Reduksi transmisi roda gigi

2. Roda gigi kerucut Jumlah roda gigi (gear) Jumlah roda gigi (pinion) Modul

Bahan roda gigi

Kekuatan tegangan izin

3. Poros Bahan poros Panjang poros Diameter poros 4. Pasak = 0,25 kW = 1500 rpm = 5 = 1,5 = 27 gigi = 18 gigi = 8,46 mm = FC 18 = 3,924.104 kPa

= G 10500 AISI 1050 ditarik dingin = 172 mm

Penampang pasak Panjang pasak

Kedalaman pada poros Kedalaman pada naf

5. Bantalan Bahan bantalan Umur bantalan Beban dinamis = 5 x 5 (mm) = 15 mm = 3 mm = 2 mm = JIS 6001 = 49,275 , 106 rev = 69,65 kg 43

1. 2. 3. Shigley, J.E dan LD. Mitchell, “Perenca naan Teknik Mesin”, Jilid 2, Edisi Keempat, Erlangga, Jakarta, 1984. Sularso, Ir, MSME dan K. Suga, “Dasar Perencan aan Dan Pemilihan Elemen Mesin”, Cetakan Kesembil an, Pradnya Paramita, Jakarta, 1997. Daryanto, Drs, “Pengeta huan Dasar Teknik”, Cetakan Pertama, Bina Aksara,