PERANCANGAN ULANG TRANSMISI RODA GIGI 1

(1)

PERANCANGAN ULANG TRANSMISI RODA GIGI 1 PADA MOBIL TOYOTA HIACE 2.5L

LAPORAN PRAKTIKUM DESAIN ELEMEN MESIN 3 Diajukan untuk memenuhi salah satu syarat kelulusan

Praktikum Desain Elemen Mesin 3

Oleh : Dheny Dharmawan

2111141075

JURUSAN TEKNIK MESIN

FAKULTAS TEKNIK

(2)

LAPORAN PRAKTIKUM DESAIN ELEMEN MESIN 3

PERANCANGAN ULANG TRANSMISI RODA GIGI 1 PADA MOBIL TOYOTA HIACE 2.5L

Oleh : Dheny Dharmawan

2111141075

JURUSAN TEKNIK MESIN

FAKULTAS TEKNIK

(3)

iii _{Fakultas Teknik Unjani}

Lembar Pengesahan

“PERANCANGAN ULANG TRANSMISI RODA GIGI 1

PADA MOBIL

TOYOTA HIACE 2.5L”

Oleh : Dheny Dharmawan

2111141075

JURUSAN TEKNIK MESIN

UNIVERSITAS JENDERAL ACHMAD YANI

Tim Pembimbing

Cimahi, 28 Mei 2017

Mengetahui, Koordinator

( War’an Rosihan, S.T., M.T., )

NID. 4121 178 68

Dosen Pembimbing

(4)

iv _{Fakultas Teknik Unjani} LEMBAR PERNYATAAN PERSETUJUAN

PUBLIKASI KARYA ILMIAH UNTUK KEPENTINGAN AKADEMIS

Yang bertanda tangan di bawah ini, saya mahasiswa Universitas Jenderal Achmad Yani :

Nama : DHENY DHARMAWAN

Nomor Induk Mahasiswa : 2111141075

Demi pengembangan ilmu pengetahuan, saya memberikan kepada Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Jenderal Achmad Yani karya ilmiah saya yang berjudul :

“Perancangan Ulang Transmisi Roda Gigi 1 Pada Mobil Toyota Hiace 2.5L”

beserta perangkat yang diperlukan (bila ada). Dengan demikian saya memberikan kepada Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Jenderal Achmad Yani hak untuk menyimpan, mengalihkan dalam bentuk media lain, mengelolanya dalam

bentuk pangkalan data, mendistribusikan secara terbatas, dan mempublikasikannya di Internet atau media lain untuk kepentingan akademis tanpa perlu meminta ijin dari saya maupun memberikan royalti kepada saya selama tetap mencantumkan nama saya sebagai penulis.

Demikian pernyataan ini yang saya buat dengan sebenarnya.

Cimahi, 28 Mei 2017

(5)

v _{Fakultas Teknik Unjani}

Kata Pengantar

Alhamdulillahirrabil’alaamiin, penulis panjatkan kepada kehadirat Illahirrabi, atas rahmat dan karunia-Nya penulis dapat untuk menyelesaikan laporan praktikum desain

elemen 3 dengan judul “PERANCANGAN ULANG TRANSMISI RODA GIGI 1

PADA MOBIL TOYOTA HIACE 2.5L”. Shalawat beserta salam semoga selalu tercurah limpahkan kepada junjungan semesta alam Nabi Muhammad SAW. keluarganya, sahabatnya, dan ummatnya yang teguh terhadap agama Islam. Aamiin.

Laporan praktikum ini diajukan untuk memenuhi syarat kelulusan dari mata kuliah Parktikum Desain Elemen Mesin 3. Ucapan terimakasih penulis sampaikan kepada :

1. ه SWT., yang telah memberikan akal, pikiran dan kesehatan baik ruhani serta jasmani sehingga penulis dapat menyelesaikan laporan praktikum Desain Elemen Mesin 3.

2. Kedua orang tua penulis yang telah memberikan dukungan moral dan materi dalam penyusunan laporan akhir Praktikum Desain Elemen Mesin 3.

3. Bapak Riki Anggriawan, S.T., dan Ibu Wiwin Widaningrum S.T., M.T.,

selaku dosen pembimbing dalam penyusunan laporan Praktikum Desain Elemen Mesin 3.

4. Bapak War’an Rosihan S.T., M.T., selaku koordinator praktikum matakuliah Desain Elemen Mesin 3.

5. Saudara – saudara penulis yang telah memberi masukan dan dukungan dalam penyusunan laporan Praktikum Desain Elemen Mesin 3.

(6)

vi _{Fakultas Teknik Unjani} dan saran yang mendukung untuk membangun penulisan dan analisa yang lebih baik lagi kedepannya.

Akhirnya segala puji hanyalah milik-Nya semata, dan hanya atas petunjuk serta rahmat-Nya laporan ini dapat diselesaikan dan semoga pula dapat memberikan

manfaat pada seluruh pembaca.

Cimahi, 28 Mei 2017

(7)

vii _{Fakultas Teknik Unjani}

Abstrak

PERANCANGAN ULANG TRANSMISI RODA GIGI 1

PADA MOBIL TOYOTA HIACE 2.5L

Oleh :

Dheny Dharmawan/2111141075

Mahasiswa Teknik Mesin FT – UNJANI

dhenydharmawan@yahoo.com

Abstract. Transmission is one of the power transfer system from the engine to the differential then the axle spindle which causes the wheel to spin and drive the car, which serves gain variation torque and speed according to road conditions and loading conditions, Which generally use gear ratios and to reduce rotation to obtain the suitability of the engine power with the vehicle load. In practical measurement is perfomed either mathematically or manually to get dimensions of gear. And then find the work on forces. As well as searching for nG and n safety factors for UNS materials G10400 drawn 1000 oF based on bending resistance limits and surface tired strengths of teeth.

Keyword : Design of Machine Elements, Transmisions System, Helixal Gear

Abstrak. Transmisi adalah salah satu dari sistem pemindah tenaga dari mesin ke diferensial kemudian keporos axle yang mengakibatkan roda dapat berputar dan menggerakkan mobil, yang berfungsi mendapatkan variasi momen dan kecepatan sesuai dengan kondisi jalan dan kondisi pembebanan, yang pada umumnya dengan menggunakan perbandingan-perbandingan roda gigi dan untuk mereduksi putaran sehingga diperoleh kesesuaian tenaga mesin dengan beban kendaraan. Dalam praktikum ini dilakukan pengukuran baik secara matematis maupun secara manual untuk mendapatkan ukuran dimensi dari roda gigi. kemudian dicari gaya – gaya yang bekerja pada roda gigi tersebut. Serta mencari faktor keamanan nG dan n untuk bahan

UNS G10400 drawn 1000oF didasarkan pada batas tahanan lentur dan kekuatan lelah permukaan dari gigi

(8)

viii _{Fakultas Teknik Unjani}

Daftar Isi

halaman

Halaman Pengesahan ... iii

Lembar Pernyataan Persetujuan Publikasi Karya Ilmiah ... iv

Kata Pengantar ... v

1.5. Batasan Masalah... 2

1.6. Sistematika Penulisan... 2

2. Teori Dasar 2.1. Sistem Transmisi ... 4

2.1.1. Definisi Sistem Transmisi ... 4

2.1.2. Komponen – komponen Transmisi ... 5

2.1.3. Fungsi Komponen Transmisi ... 6

2.1.4. Sistem Transmisi Roda Gigi ... 7

2.2. Sistem Transmisi Roda Gigi ... 7

2.2.1. Klasifikasi Roda Gigi ... 7

2.2.2. Perbandingan Putaran dan Perbandingan Roda Gigi ... 15

2.2.3. Nama – nama Bagian Roda Gigi ... 16

2.2.4. Roda Gigi Miring yang Sejajar – Kinematika... 18

(9)

ix _{Fakultas Teknik Unjani}

2.2.6. Analisa Kekuatan ... 23

3. Metodologi 3.1.Flowchart ... 26

3.2. Spesifikasi Kendaraan ... 27

3.3. Spesifikasi Sistem Transmisi Roda Gigi 1 ... 27

4. Hasil Dan Pembahasan 4.1. Spesifikasi Kendaraan ... 29

4.2. Spesifikasi Roda Gigi ... 29

4.3. Perhitungan Roda Gigi ... 30

4.3.1. Dimensi Roda Gigi ... 30

4.3.2. Gaya – gaya yang Bekerja... 33

4.3.3. Diagram Benda Bebas (DBB) ... 34

4.3.4. Faktor Kemanan nGdan n untuk batas ketahanan lentur & kekuatan lelah permukaan ... 37

5. Penutup 5.1. Kesimpulan ... 44

5.2. Saran ... 46

Daftar Pustaka ... 47

(10)

x _{Fakultas Teknik Unjani}

Daftar Gambar

halaman

Gambar 2.1. Bagian bagian Transmisi ... 5

Gambar 2.2. Komponen Roda Gigi Transmisi ... 6

Gambar 2.3. Rodagigi Lurus ... 9

Gambar 2.13.Normal Circular Pitch ... 20

Gambar 2.14. Sebuah silinder yang dipotong oleh suatu bidang yang miring ... 21

Gambar 2.15. Gaya – gaya Reaksi yang Bekerja pada Roda Gigi Miring ... 22

Gambar 2.16. Faktor Geometri (J) ... 24

Gambar 3.1. Skematis Roda Gigi pada Sistem Transmisi Roda Gigi 1 ... 27

Gambar 4.1. DBB Pinion ... 34

Gambar 4.2. DBB Gear ... 36

Gambar 4.3. Faktor – faktor yang mempengaruhi batas ketahanan gigi ... 38

Gambar 4.4. Tabel untuk menentukan faktor nG ... 39

Gambar 4.5. Untuk Menentukan Kekuatan Herzian ... 40

(11)

xi _{Fakultas Teknik Unjani}

Daftar Tabel

halaman

(12)

1 Fakultas Teknik Unjani

1. PENDAHULUAN

1.1.Latar Belakang Masalah

Perancangan sistem transmisi pada kendaraan adalah bagian terpenting pada

sebuah kendaraan. Transmisi merupakan sebuah sistem yang berfungsi untuk

mengonversi torsi dan kecepatan (putaran) dari mesin menjadi torsi dan kecepatan

yang bervariatif untuk diteruskan ke penggerak akhir. Pada sistem transmisi

tersbut terdapat komponen roda gigi yang berfungsi untuk meneruskan daya dari

engine ke propeler shaft pada kendaraan khusunya mobil. Konversi ini umumnya

mengubah keceatan putar yang tinggi ke kecepatan putar yang lebih rendah tetapi

lebih bertenaga bertenaga dan sebaliknya. Torsi tertinggi pada suatu mesin

umumnya terjadi pada sekitar pertengahan dari batas putaran mesin yang

diijinkan, sedangkan kendaraan memerlukan torsi terteinggi pada saat start

engine.selain itu, kendaraan yang berjalan pada jalan yang mendaki memerlukan

torsi yang lebih tinggi dibandingkan kendaraan yang berjalan mendatar.

Kendaraan yang berjalan dengan kecepatan rendah memerlukan torsi yang lebih

tinggi di bandingjan kecepatan tinggi. Kondisi operasi yang berbeda tersebut

diperlukan sistem transmisi agar kebutuhan tenaga dapat dipenuh oleh mesin.

Pada tugas Praktikum Desain Elemen Mesin 3 ini akan dihitung roda gigi

pada sistem transmisi yang berfungsi untuk meneruskan gaya atau momen torsi

dari engine. Peranan roda gigi berperan sebagai pereduksi putaran dana momen

torsi pada keadaan yang bervariatif dan diperlukan perancangan yang sesuai

dengan kondisi yang diharapkan. Maka dari itu dalam Praktikum Desain Elemen

Mesin 3 ini, penulis akan mengambil judul “Perancangan Ulang Transmisi

Roda Gigi 1 Pada Kendaraan Toyota Hiace 2.5L”.

1.2.Rumusan Masalah

Rumusan masalah yang akan dibahas dalam penulisan laporan ini meliputi

hal – hal berikut ini :

a. Bagaimana cara kerja sistem transmisi roda gigi?

(13)

c. Mengetahui gaya dan tegangan yang terjadi pada komponen – komponen

sistem roda gigi.

1.3.Tujuan

Tujuan yang ingin dicapai oleh penulisan, dalam penulisan laporan praktikum

ini adalah :

a. Mengetahui komponen – komponen sistem transmisi roda gigi.

b. Mengetahui cara kerja pada sistem transmisi roda gigi.

c. Dapat menghitung gaya – gaya yang terjadi pada komponen – komponen

roda gigi.

1.4.Batasan Masalah

Dalam penulisan laporan praktikum ini, penulis akan membatasi

permasalahan apa saja yang akan dibahas dan dikerjakan meliputi :

a. Prinsip kerja dari sistem transmisi roda gigi 1.

b. Ukuran – ukuran yang terkait dengan komponen – komponen sistem

transmisi roda gigi 1.

c. Perhitungan gaya – gaya dan tegangan yang terjadi pada komponen sistem

transmisi roda gigi 1.

1.5.Sistematika Penulisan

Sistematika penulisan dalam laporan Praktikum Desain Elemen Mesin 3 ini,

adalah sebagai berikut :

1.Pendahuluan, berisikan hal – hal sebagai berikut

1.1. Latar Belakang, berisikan uraian alasan di ambilnya judul Perancangan

Ulang Sistem Transmisi Roda Gigi Pada Mobil Toyota Hiace 2.5L.

1.2. Rumusan Masalah, berisikan hal – hal yang mungkin akan terjadi pada

pemilihan judul Perancangan Ulang Sistem Transmisi Roda Gigi Pada

Mobil Toyota Hiace 2.5L.

1.3. Tujuan, berisikan hal – hal yang ingin dicapai dari pemilihan judul

Perancangan Ulang Sistem Transmisi Roda Gigi Pada Mobil Toyota Hiace

2.5L.

1.4. Batasan Masalah, berisikan masalah – masalah yang akan dikerjakan /

diselesaikan dalam penulisan laporan praktikum Desain Elemen Mesin 3.

(14)

2.TEORI DASAR, berisikan teori pendukung mengenai penyusunan laporan

akhir tentang Desain Elemen Mesin 3, yang berkaitan dengan sistem

transmisi roda gigi.

3.METODOLOGI, berisikan hal – hal berikut ini :

3.1. Flowchart

3.2. Spesifikasi Kendaraan

3.3. Hasil Pengukuran Sistem Transmisi Roda Gigi 1

4.HASIL DAN PEMBAHASAN, berisikan hasil – hasil dari penghitungan

yang terkait dengan paramater dari teori dasar.

5.PENUTUP,berisikan kesimpulan dan saran dari hasil penghitungan pada bab

(15)

2. TEORI DASAR

2.1.Sistem Transmisi

2.1.1.Definisi Sistem Transmisi

Sistem transmisi berfungsi untuk meneruskan putaran dari mesin ke arah

putaran roda penggerak, dan untuk mengatur kecepatan putaran dan momen yang

dihasilkan oleh putaran mesin saat kendaraan dinyalakan. Momen yang dihasilkan

oleh mesin mendekati konstan dan tenaga bertambah seusai dengan putaran

mesin. Momen yang besar dibutuhkan saat pertama kali mesin dinyalakan atau

saat melewati jalan dengan kemiringan tertentu. Sedangkan pada jalan yang rata

momen yang besar tidak dibutuhk, kecuali kecepatan. Transmisi digunakan untuk

mengatasi permasalahan ini, yaitu dengan cara menukar kombinasi gigi, untuk

merubah tenaga mesin menjadi momen sesuai dengan dengan kondisi jalan dan

memindahkan momen tersebut ke roda – roda. Bila kendaraan berjalan mundur,

arah putaran dibalik oleh transmisi sebelum dipindahkan ke roda (NewStep :2)

Secara sederhana dapat dijelaskan sistem transmisi, merupakan sistem yang

berfungsi untuk mengonversi torsi dan kecepatan (putaran) dari mesin menjadi

torsi dan kecepatan yang berbeda – beda untuk diteruskan ke pengerak akhir.

Konversi ini mengubah kecepatan putar yang tinggi, menjadi lebih rendah tetapi

bertenaga. Salah satu sistem transimisi adalah roda gigi.

Rodagigi sering digunakan karena dapat meneruskan putaran dan daya yang

lebih bervariasi dan lebih kompak daripada menggunakan alat transmisi yang

lainnya, selain itu rodagigi juga memiliki beberapa kelebihan jika dibandingkan

dengan alat transmisi lainnya, yaitu :

a. Sistem transmisinya lebih ringkas, putaran lebih tinggi dan daya yang besar.

b. Sistem yang kompak sehingga konstruksinya sederhana.

c. Kemampuan menerima beban lebih tinggi.

d. Efisiensi pemindahan dayanya tinggi karena faktor terjadinya slip sangat

kecil.

e. Kecepatan transmisi rodagigi dapat ditentukan sehingga dapat digunakan

(16)

2.1.2. Komponen – Komponen Transmisi

Bagian bagian dari transmisi manual adalah sebagai berikut :

Gambar 2.1. Bagian bagian Transmisi Keterangan :

1. Poros dan roda gigi perantara gigi mundur

2. Poros roda gigi yang digerakkan dan kunci

3. Satuan poros keluar

4. Cincin sinkromes

5. Satuan poros masuk

6. Satuan roda gigi yang digerakkan dan cincin penutup samping

Dan berikut pada gambar 2.2 adalah komponen sitem Roda gigi pada

(17)

Gambar 2.2. Komponen Roda Gigi Transmisi

Keterangan;

1. Cincin perapat

2. Roda gigi penggerak speedometer, spacer (tabung) dan pasak.

3. Satuan penahan bantalan, bos bantalan, roda gigi pertama dan cincin

sinkromes.

4. Peluru pengunci

5. Satuan hub kopling no.1, cincin sinkromes dan roda gigi kedua dan mundur

6. Cincin perapat

7. Satuan hub kopling no.2 , cincin sinkromes dan roda gigi ketiga dan empat

2.1.3. Fungsi Komponen Transmisi

Komponen utama dari tramisi manual adalah sebagai berikut :

a. Transmission input shaft (Poros input transmisi), yaitu komponen yang menerima moment output dari unit kopling.

b. Transmission gear (roda gigi transmisi), yaitu Untuk mengubah input dari mesin menjadi output gaya torsi yang meninggalkan transmisi sesuai dengan kebutuhan kendaraan.

c. Synchroniser/synchro-mesh (Gigi penyesuai), adalah perlengkapan yang memungkinkan pemindahan kecepatan pada kondisi putaran yang tinggi. d. Gear shift lever (Tuas pemindah presnelling dan Shift fork atau Garpu

(18)

e. Output shaft (Poros output), adalah untuk menyalurkan moment atau tenaga yang sudah diolah melalui proses reduksi ke komponen sistem pemindah tenaga selanjutnya.

2.1.4. Sistem Transmisi Roda Gigi

Berikut bebeapa jenis sistem transmisi roda gigi yang dipergunakan pada transmisi, yaitu antara lain :

a. Spur Gear – bentuk giginya lurus sejajar dengan poros, dipergunakan untuk

roda gigi geser atau yang bisa digeser (Sliding mesh).

b. Helical Gear – bentuk giginya miring terhadap poros, dan Roda gigi jenis

Double Helical – bentuk giginya dobel miring terhadap poros dipergunakan

untuk roda gigi tetap atau yang tidak bisa digeser (Constant mesh dan

synchromesh).

c. Roda gigi jenis Epicyclic – bentuk giginya lurus atau miring terhadap poros,

dipergunakan untuk roda gigi yang tidak tetap kedudukan titik porosnya

(Constant mesh).

2.2.Sistem Transmisi Roda Gigi

Roda gigi berfungsi untuk putaran mentransmisikan daya besar dan tinggi.

Pada roda gigi daya diteruskan oleh gigi – gigi yang terdapat disekeliling roda

gigi. Keuntungan dari digunakannya sistem transmisi roda gigi, yaitu antara lain :

a. Sistem transmisinya lebih ringkas, putaran lebih tinggi dan daya yang besar.

b. Sistem yang kompak sehingga konstruksinya sederhana.

c. Kemampuan menerima beban lebih tinggi.

d. Efisiensi pemindahan dayanya tinggi karena faktor terjadinya slip sangat

kecil.

e. Kecepatan transmisi rodagigi dapat ditentukan sehingga dapat digunakan

dengan pengukuran yang kecil dan daya yang besar.

2.2.1. Klasifikasi Roda Gigi

Roda gigi diklasifikasikan berdasakan hal – hal berikut, yaitu :

a. Letak Poros

Tabel 2.1. Klasifikasi Roda Gigi Berdasarkan Letak Poros

Letak Poros Roda Gigi Keterangan

Rodagigi

dengan

Rodagigi lurus

Rodagigi miring

Klasifikasi atas dasar bentuk

(19)

poros sejajar Rodagigi miring ganda

Rodagigi luar

Rodagigi dalam dan pinion

Batang gigi dan pinion

Arah putaran berlawanan

Arah putaran sama

Gerakan lurus dan berputar

Rodagigi

Klasifikasi atas dasar bentuk

jalur gigi

Rodagigi kerucut miring ganda

Rodagigi permukaan dengan

Batang gigi miring silang

Kontak gigi

Gerak lurus dan berputar

Rodagigi cacing silindris

Rodagigi cacing selubung

ganda

Menurut arah putarannya, rodagigi dapat dibedakan atas :

1. Rodagigi luar ; arah putarannya berlawanan.

2. Rodagigi dalam dan pinion ; arah putarannya sama

c. Bentuk Jalur Gigi

Berdasarkan bentuk jalir giginya, roda gigi dibedakan atas :

1. Roda Gigi Lurus

Rodagigi lurus digunakan untuk poros yang sejajar atau paralel.

Dibandingkan dengan jenis rodagigi yang lain rodagigi lurus ini paling

mudah dalam proses pengerjaannya (machining) sehingga harganya lebih

murah. Rodagigi lurus ini cocok digunakan pada sistim transmisi yang

(20)

Gambar 2.3. Rodagigi Lurus

Ciri-ciri rodagigi lurus adalah :

1.Daya yang ditransmisikan < 25.000 Hp

2.Putaran yang ditransmisikan < 100.000 rpm

3.Kecepatan keliling < 200 m/s

4.Rasio kecepatan yang digunakan Untuk 1 tingkat ( i ) < 8 Untuk 2 tingkat ( i ) < 45 Untuk 3 tingkat ( i ) < 200

5.Efisiensi keseluruhan untuk masing-masing tingkat 96% - 99%

tergantung disain dan ukuran.

( i ) = Perbandingan kecepatan antara penggerak dengan yang

digerakkan

Jenis-jenis rodagigi lurus antara lain :

- Rodagigi lurus (external gear)

Rodagigi lurus (external gear) digunakan untuk menaikkan atau

menurunkan putaran dalam arah yang berlawanan.

Gambar 2.4. External gear

(21)

Rodagigi dalam dipakai jika diinginkan alat transmisi yang

berukuran kecil dengan perbandingan reduksi besar.

- Rodagigi Rack dan Pinion

Rodagigi Rack dan Pinion berupa pasangan antara batang gigi

dan pinion rodagigi jenis ini digunakan untuk merubah gerakan putar

menjadi lurus atau sebaliknya.

Gambar 2.5. Rack gear and pinion

- Rodagigi permukaan

Rodagigi lurus permukaan memiliki dua sumbu saling

berpotongan dengan sudut sebesar 90.

Gambar 2.6. Surface Gear

2. Roda Gigi Miring

Rodagigi miring memiliki kriteria yang hampir sama dengan rodagigi

lurus, tetapi dalam pengoperasiannya rodagigi miring lebih lembut dan

tingkat kebisingannya rendah dengan perkontakan antara gigi lebih dari 1.

(22)

Ciri-ciri rodagigi miring adalah :

-Arah gigi membentuk sudut terhadap sumbu poros.

-Distribusi beban sepanjang garis kontak tidak uniform.

-Kemampuan pembebanan lebih besar dari pada rodagigi lurus.

Gaya aksial lebih besar sehingga memerlukan bantalan aksial dan

rodagigi yang kokoh.

Macam – macam roda gigi miring, antara lain :

-Roda Gigi miring biasa

-Roda Gigi miring silang

-Roda Gigi miring ganda

(23)

3. Roda Gigi Kerucut

Rodagigi kerucut digunakan untuk mentransmisikan 2 buah poros

yang saling berpotongan.

Jenis-jenis rodagigi kerucut antara lain :

o Rodagigi kerucut lurus

o Rodagigi kerucut miring

o _{Rodagigi kerucut spiral}

(24)

4. Roda Gigi Cacing

Ciri-ciri rodagigi cacing adalah:

a. Kedua sumbu saling bersilang dengan jarak sebesar a, biasanya

sudut yang dibentuk kedua sumbu sebesar 90.

b. Kerjanya halus dan hampir tanpa bunyi.

c. Umumnya arah transmisi tidak dapat dibalik untuk menaikkan

putaran dari roda cacing ke cacing (mengunci sendiri).

d. Perbandingan reduksi bisa dibuat sampai 1 : 150.

e. Kapasitas beban yang besar dimungkinkan karena kontak beberapa

gigi (biasanya 2 sampai 4).

f. Rodagigi cacing efisiensinya sangat rendah, terutama jika sudut

kisarnya kecil.

Batasan pemakaian rodagigi cacing adalah:

a. Kecepatan rodagigi cacing maksimum 40.000 rpm

b. Kecepatan keliling rodagigi cacing maksimum 69 m/s

c. Torsi rodagigi maksimum 70.000 m kgf

d. Gaya keliling rodagigi maksimum 80.000 kgf

e. Diameter rodagigi maksimum 2 m

f. Daya maksimum1.400 Hp

Peningkatan pemakaian rodagigi cacing seperti gambar 2.8, dibatasi

pada nilai i antara 1 sampai dengan 5, karena dengan ini bisa digunakan

untuk mentransmisikan daya yang besar dengan efisiensi yang tinggi dan

selanjutnya hubungan seri dengan salah satu tingkat rodagigi lurus

sebelum atau sesudahnya untuk dapat mendapat reduksi yang lebih besar

dengan efisiensi yang lebih baik.

(25)

Pemakaian dari rodagigi cacing meliputi: gigi reduksi untuk semua

tipe transmisi sampai daya 1.400 Hp, diantaranya pada lift, motor derek,

untuk mesin tekstil, rangkaian kemudi kapal, mesin bor vertikal, mesin

freis dan juga untuk berbagai sistim kemudi kendaraan.

Adapun bentuk profil dari rodagigi cacing ditunjukkan seperti pada

gambar 2.9 :

i.N-worm ii.E-worm iii.K-worm iv.H-worm

Gambar 2.9. Profile Gear

i.N-worm atau A-worm

Gigi cacing yang punya profil trapozoidal dalam bagian

normal dan bagian aksial, diproduksi dengan menggunakan mesin

bubut dengan pahat yang berbentuk trapesium, serta tanpa proses

penggerindaan.

ii. E-worm

Gigi cacing yang menunjukkan involut pada gigi miring dengan

 antara 87sampai dengan 45o . iii.K-worm

Gigi cacing yang dipakai untuk perkakas pahat mempunyai

bentuk trapezoidal, menunjukkan dua kerucut.

iv.H-worm

Gigi cacing yang dipakai untuk perkakas pahat yang berbentuk

cembung.

Tipe-tipe dari penggerak rodagigi cacing antara lain :

(26)

b. Globoid worm gear dipasangkan dengan rodagigi lurus

c. Globoid worm drive dipasangkan dengan rodagigi globoid

d. Rodagigi cacing kerucut dipasangkan dengan rodagigi kerucut

globoid yang dinamai dengan rodagigi spiroid

2.2.2. Perbandingan putaran dan perbandinga Roda Gigi

Jika putaran rodagigi yang berpasangan dinyatakan dengan n₁(rpm) pada

dikenal juga sebagai perbandingan transmisi atau perbandingan rodagigi.

Perbandingan ini dapat sebesar 4 sampai 5 dalam hal rodagigi lurus standar, dan

dapat diperbesar sampai 7 dengan perubahan kepala. Pada rodagigi miring ganda

(27)

2.2.3. Nama – nama Bagian Roda Gigi

Berikut beberapa buah istilah yang perlu diketahui dalam perancangan

rodagigi yang perlu diketahui yaitu :

Gambar 2.10. Bagian – bagian Roda Gigi

a. Lingkaran pitch (pitch circle)

Lingkaran khayal yang menggelinding tanpa terjadinya slip. Lingkaran ini

merupakan dasar untuk memberikan ukuran-ukuran gigi seperti tebal gigi,

jarak antara gigi dan lain-lain.

b. Pinion

Rodagigi yang lebih kecil dalam suatu pasangan roda gigi.

c. Diameter lingkaran pitch (pitch circle diameter)

Merupakan diameter dari lingkaran pitch.

d. Diametral Pitch

Jumlah gigi persatuan pitch diameter

e. Jarak bagi lingkar (circular pitch)

Jarak sepanjang lingkaran pitch antara profil dua gigi yang berdekatan

atau keliling lingkaran pitch dibagi dengan jumlah gigi, secara formula dapat

(28)

g. Adendum (addendum)

Jarak antara lingkaran kepala dengan lingkaran pitch dengan lingkaran pitch

diukur dalam arah radial.

h. Dedendum (dedendum)

Jarak antara lingkaran pitch dengan lingkaran kaki yang diukur dalam arah

radial.

i. Working Depth

Jumlah jari-jari lingkaran kepala dari sepasang rodagigi yang berkontak

dikurangi dengan jarak poros.

j. Clearance Circle

Lingkaran yang bersinggungan dengan lingkaran addendum dari gigi yang

berpasangan.

k. Pitch point

Titik singgung dari lingkaran pitch dari sepasang rodagigi yang berkontak

yang juga merupakan titik potong antara garis kerja dan garis pusat.

l. Operating pitch circle

lingkaran-lingkaran singgung dari sepasang rodagigi yang berkontak dan

jarak porosnya menyimpang dari jarak poros yang secara teoritis benar.

m. Addendum circle

Lingkaran kepala gigi yaitu lingkaran yang membatasi gigi.

n. Dedendum circle

Lingkaran kaki gigi yaitu lingkaran yang membatasi kaki gigi.

o. Width of space

Tebal ruang antara rodagigi diukur sepanjang lingkaran pitch.

p. Sudut tekan (pressure angle)

(29)

s. Lebar ruang (tooth space)

Ukuran ruang antara dua gigi sepanjang lingkaran pitch

t. Backlash

Selisih antara tebal gigi dengan lebar ruang.

u. Sisi kepala (face of tooth)

Permukaan gigi diatas lingkaran pitch

v. Sisi kaki (flank of tooth)

Permukaan gigi dibawah lingkaran pitch.

w. Puncak kepala (top land)

Permukaan di puncak gigi

x. Lebar gigi (face width)

Kedalaman gigi diukur sejajar sumbunya.

2.2.4. Roda Gigi Miring Yang Sejajar – Kinematika

Roda gigi miring, dipakai untuk memindahkan gerakan antara poros-poros

yang sejajar, seperti yang terlihat, pada Gambar 2.11. Sudut kemiringan (

helix-angle) adalah sama pada setiap roda gigi, tetapi satu roda gigi harus mempunyai

kemiringan ke sebelah kanan dan yang lain ke arah kiri. Bentuk gigi adalah suatu

involut yang miring dan digambarkan pada Gambar 2.12. Kalau selembar kertas

dipotong seperti jajaran genjang dan digulungkan pada sebuah silinder, sudut

kemiringan dari kertas membentuk sebuah kemiringan yang disebut helix. Kalau

kertas ini kita buka, semua titik pada kemiringan ini membentuk kurva involut.

Permukaan yang didapat bila setiap titik pada kemiringan tersebut membentuk

suatu involut disebut involut miring (involute helicoid).

Persinggungan awal dari gigi-gigi roda gigi lurus adalah sebuah garis di

sepanjang permukaan gigi tersebut. Persinggungan awal dari gigi-gigi roda gigi

miring adalah sebuah titik yang berubah menjadi sebuah garis begitu gigi-gigi

tersebut masuk lebih jauh ke dalam persekutuan gigi-gigi tersebut. Pada roda gigi

lurus garis persinggungan adalah sejajar dengan sumbu putaran; pada roda gigi

miring garis tersebut membentuk diagonal pada muka gigi tersebut. Persekutuan

gigi secara bertahap ini dan pemindahan beban secara mulus dari satu gigi ke gigi

yang lainlah yang memberi roda gigi miring kemampuan untuk memindahkan

(30)

roda-roda gigi miring tersebut, maka perbandingan kontak hanya kecil keguna-

annya, dan adalah luas kontak, yang berbanding lurus dengan lebar muka dari

roda gigilah, yang menjadi sangat penting.

Gambar 2.11. Sepasang roda gigi miring.

(Atas kebaikan The Falk Corporation, Milwaukee, Wis.)

Gambar 12. Involute Gear

Roda gigi miring memberi bantalan poros beban-beban radial dan aksial. Bila

beban aksial tinggi atau mempengaruhi hal-hal yang lain, maka sebaiknya dipakai

roda gigi miring secara ganda. Roda gigi miring yang ganda (bercorak tulang ikan

atau berringbone) adalah ekivalen dengan dua roda gigi miring yang berlawanan,

dipasang berdampingan pada poros yang sama. Mereka menghasilkan reaksi

aksial yang berlawanan arah dan karenanya saling meniadakan beban aksial

(31)

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.

Gambar 2.13. menyajikan sebagian pandangan atas dari sebuah rak bergigi

miring. Garis ab dan cd adalah garis tengah dua gigi miring yang berdekatan yang diambil pada bidang puncaknya (pitch plane). Sudut ψ adalah sudut kemiringan (helic angle).

Gambar 2.13. Normal Circular Pitch

Jarak ac adalah jarak normal lengkung puncak (normal circular pitch) Pt dan

berhubungan dengan jarak melintang (tranverse) lengkung puncak sebagai

berikut:

Jarak ad disebut jarak aksial puncak (axial pitch) Px dan dihubungkan oleh

persamaan

Karena Pn Pn = π , puncak diametral normal (normal diametral pitch) adalah

(32)

putaran, karena kemiringan gigi-gigi tersebut. Sudut-sudut ini dihubungkan

dengan persamaan

Gambar 2.14. menggambarkan sebuah silinder yang dipotong oleh suatu

bidang miring ab pada sudut ψ ke penampang sebelah kanan. Bidang miring

ini membentuk potongan berbentuk arkus yang mempunyai jari-jari

kelengkungan sebesar R. Untuk kondisi di mana ψ =0, jari-jari

kelengkungan adalah R = D/2. Kalau kita bayangkan sudut ψ pelan-pelan

dinaikkan dari nol sampai 90°, kita melihat bahwa R mulai dari D/2 dan

membesar sampai, bila ψ =90°, R = ∞.

Gambar 2.14. Sebuah silinder yang dipotong oleh suatu bidang yang

miring

Jari-jari R adalah jari-jari puncak yang nyata dari suatu gigi roda gigi miring

bila dilihat pada arah elemen gigi. Suatu roda gigi dengan puncak yang sama dan

dengan jari-jari R akan mempunyai jumlah gigi yang besar, karena jari-jarinya

yang membesar. Dalam perencanaan roda gigi miring ini disebut jumlah gigi yang

sebenarnya (virtual number of teeth). Dengan analisa geometri dapat dilihat

bahwa jumlah gigi ini sebenarnya berhubungan dengan jumlah yang nyata

(actual) dengan persamaan.

′₌

(33)

di mana N' adalah jumlah gigi virtual dan N adalah jumlah gigi aktual. Perlu

diketahui bahwa jumlah gigi virtual dipakai pada persamaan Lewis dan juga,

kadang- kadang, pada pemotongan gigi miring. Ternyata bahwa jari-jari

kelengkungan yang lebih besar berarti bahwa gigi yang bisa dipakai lebih sedikit,

karena di sana terdapat kurang – potong (undercutting) yang lebih kecil.

2.2.5. Analisa Gaya Roda Gigi Miring

Gambar 2.15. adalah sebuah pandangan tiga dimensi dari gaya-gaya yang

bekerja pada gigi roda gigi miring. Titik kerja gaya adalah pada bidang puncak

dan pada pusat muka

Gambar 2.15. Gaya – gaya Reaksi yang Bekerja pada Roda Gigi Miring

Gambar 2.14 Gaya-gaya gigi yang bekerja pada roda gigi miring ke kanan

roda gigi. Dari geometri pada gambar, ketiga komponen dari gaya gigi total

(normal) W adalah

di mana W= gaya total

Wr= komponen radial

Wt = komponen tangensial; juga disebu beban

yang dipindahkan

Wa = komponen aksial; juga disebut gaya aksial

(34)

sulit untuk menemukan bahwa :

2.2.6. Analisa Kekuatan

Persamaan untuk tekanan lentur dan permukaan pada roda gigi lurus karena

Persamaan tersebut juga berlaku pada roda gigi miring.

Mencaritegangan tekan permukaan

Keterangan :

Untuk roda gigi miring faktor kecepatan adalah

di mana V adalah kecepatan garis puncak dalam fpm.

Faktor geometri untuk roda gigi miring harus memperhitungkan kenyataan

bahwa persinggungan terjadi di sepanjang suatu garis diagonal pada muka gigi

dan kita biasanya berurusan dengan jarak puncak melintang justru bukan dengan

jarak puncak normal. Pembebanan terburuk terjadi bila garis persinggungan

tersebut memotong ujung gigi, walaupun ujung yang tak-berbeban akan

(35)

Gambar 2.16. Faktor Geometri (J)

Faktor J untuk φn = 20° bisa didapat pada Gambar 2.33. AGMA juga menerbitkan faktor J untuk φn =15 ° dan φn = 22°.

Faktor geometri I untuk roda gigi miring dan herringbone dihitung dari

persamaan.

Pada persamaan ini φt adalah sudut tekan melintang dan mN adalah perbandingan pembagian beban dan didapat dari persamaan

Berkaitan dengan jarak lengkung puncak normal (normal circular pitch) pn

dengan persamaan

Besaran Z adalah panjang dari garis kerja pada bidang melintang. Harga ini

sebaiknya didapat dari denah dua roda gigi, tetapi juga bisa didapat dari

persamaan :

(36)

di mana rp dan rG adalah jari-jari puncak dan rbp dan rbG adalah jari-jari

lingkaran dasar, masing-masing untuk pinion dan roda gigi. Perhatian tertentu

harus diambil dalam menggunakan Persamaan (2-14). Profil gigi di bawah

lingkaran dasar tidak berkonjugasi, dan karena itu, bila

lebih besar dari ( rp + r G ) sin φt , maka bagian itu harus diganti dengan ( rp +

r G )sin φt . Sebagai tambahan, jari-jari luar yang efektif kadang – kadang

kurang dari r + a memberi pengurangan atau pelengkungan ujung gigi tersebut.

Bila hal ini terjadi, selalulah pakai jari-jari luar yang efektif sebagai pengganti r

(37)

3. METODOLOGI

3.1. Flowchart

Rumusan Masalah

Sy >

�. �

AMAN

TIDAK AMAN Pengumpulan Data

Sistem Transmisi Rodagigi 1 START

Dokumen Produk

-Assembelly Sistem Transmisi Roda Gigi 1 - Gambar Teknik Sistem Transmisi Roda Gigi 1

END Analisa Data

 Analisi Gaya Sistem Transmisi roda Gigi 1

 Analisis Tegangan

(38)

27 Fakultas Teknik Unjani 3.2. Spesifikasi Kendaraan

Kendaraan yang saya gunakan adalah Mobil Toyota Hiace 2.5L dengan data

kendaraan adalah sebagai berikut :

a. Dimensi Mobil

Panjang : 5380 mm

Lebar : 1880 mm

Tinggi : 2285 mm

Wheelbase : 3100 mm

Berat kendaraan : 2145 kg

b. Performa Mesin

Daya/Tenaga : 101 hp / 75 kW / 3200rpm

Kapasistas mesin : 2494 cc

Jenis Bahan Bakar : Diesel

Torsi : 260 Nm / 2000rpm

c. Sistem Transmisi

Gearbox : 5 Speed

Jenis Transmisi : Manual

3.3. Spesfikasi Sistem Transmisi Rodagigi 1

Gambar 3.1. Skematis Roda Gigi pada Sistem Transmisi Roda Gigi 1

Perbandingan roda gigi dasar adalah :

=

= .

Data dari masing-masing roda gigi adalah sebagai berikut : 16 Gigi

(39)

a. Roda gigi Input :

1. Sudut Kemiringan Gigi (

ψ

) : 30o

2. Sudut Tekan Gigi (

ø

n ) : 20o

3. Jumlah Gigi ( NP) : 16 gigi

4. Module (m) : 3

b. Roda Gigi 1 :

a. Sudut Kemiringan Gigi (

ψ

) : 30o

b. Sudut Tekan Gigi (

ø

n ) : 20o

c. Jumlah Gigi ( NG) : 33 gigi

d. Module (m) : 3

c. Material Transmisi Roda Gigi 1

Material untuk pinion dan gear adalah AISI 1040 drawn 1000oF atau

(40)

4. HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1. Spesifikasi Kendaraan

Kendaraan yang saya gunakan adalah Mobil Toyota Hiace 2.5L dengan data

kendaraan adalah sebagai berikut :

a. Dimensi Mobil

Torsi : 260 Nm / 2000rpm

c. Sistem Transmisi

Gearbox : 5 Speed

Jenis Transmisi : Manual

4.2. Spesifikasi Roda Gigi

Data dari masing-masing roda gigi adalah sebagai berikut :

a. Roda gigi Pinion :

Sudut Kemiringan Gigi (

ψ

) : 30o

Sudut Tekan Gigi (

ø

n ) : 20o

Jumlah Gigi ( NP) : 16 gigi

Module (m) : 3

Puncak Diameteral Normal (Pn) : 0,38 gigi/in

b. Roda Gigi Gear 1 :

Sudut Kemiringan Gigi (

ψ

) : 30o

Sudut Tekan Gigi (

ø

n ) : 20o

(41)

Module (m) : 3

Puncak Diameteral Normal (Pn) : 0,38 gigi/in

4.3.Perhitungan Roda Gigi

4.4.1.Dimensi Roda Gigi

1. Radial Pressure Angle

∅ = �− ₍ �∅ � )

∅ = �− ₍ � ₎

∅ = , °

2. Normal Coef. of Profile Shift

a. Pinion

4. Radial Working Pressure Angle (from table involute function)

� = , °

5. Center Distance Increment Factor

(42)

= ,

7. Standard Pitch Diameter

a. Pinion

9. Working Pitch Diameter

a. Pinion

ℎ = _��

ℎ = ,_,

(43)

(44)

14.Puncak Diameteral Tangensial

= cos � = , cos ° = , � �/�� 15.Jarak Lengkung Puncak

= �

= _,�

= , �� 16.Jarak normal lengkung

= cos �

= , cos °

= , �� 17.Jarak aksial lengkung puncak

= �� = ._{� °}

= , �� 18.Witdh Surface Gear

= . = . ,

= , ��

4.4.2. Gaya – gaya yang bekerja

Dari perhitungan dimensi roda gigi didapat diameter puncak pinion dan gear

= , = 2,1818 in

(45)

a. Kecepatan garis puncak

=� �

=�. , .

= ,

b. Beban yang dipindahkan

=

= ._,

= ,

c. Gaya tekan pada sumbu radial

� = cos ∅

� = , cos , °

� = ,

d. Gaya tekan pada sumbu aksial

= ��

= , tan °

= ,

e. Gaya total

= √ + � +

= √ , + , + ,

= ,

4.4.3.Diagram Benda Bebas

Gambar 4.1. DBB Pinion

(46)

35 Fakultas Teknik Unjani Momen yang bekerja pada sumbu x

∑ =

− . =

= , . ,

= , . ��

Momen yang berkerja pada sumbu y

∑ =

− + . =

= .

= , . ,

(47)

Momen yang berkerja pada sumbu z

∑ � �=

− . − . + �. =

= . _.− �.

= , . , _, − , . .

= ,

b. DBB Gear

(48)

Sumbu x

∑ =

� − =

� = = ,

Sumbu y

∑ =

− _� + � =

� = �

� = ,

Sumbu z

∑ =

� − =

� = = ,

4.4.4. Faktor Keamanan untuk bahan UNS G10400 drawn 1000oF , dengan faktor keandalan 0,99 %, dan Sut=82 kpsi, Sy=45 kpsi , dan HB=235 Bhn, maka

a. Faktor Kecepatan

= √

+ √

= √

+ √ ,

= ,

(49)

Dari gambar diatas didapatkan untuk φ=30o

, dan Np=16 maka faktor

geometri J = 0,4, dan faktor pengali i=0,97, maka tegangan lentur adalah

� =

� = _{, . , . ,}, . ,

� = , �

c. Batas Ketahanan Gigi

(50)

Dari gambar 4.2. didapat harga ka=0,73, kb=0,865, kc=0,814, kd=1, ke=1,

kf=1,33 maka

′ = , . ′ = , . ′ ₌ _, _�

Maka batas ketahanan gigi dapat dicari

= ′

= , . , . , . . . , . ,

= , �

Faktor keamanan nG adalah

� = �

Harga ko, km, didapat dari gambar berikut :

Gambar 4.3. tabel untuk menentukan faktor nG

Dari gambar diatas di dapat Harga ko = 1,25, km=1,2, maka dapat

ditenukan faktor nG dengan persamaanberikut:

� = �

(51)

Maka faktor keamanannya adalah

� = � � = , _,

� = ,

� = , �

� = , _,

� = ,

Maka didapatkan faktor keamanan nG untuk batas ketahanan lentur

adalah 0,023 dan faktor keamanan n untuk batas ketahanan lentur adalah

0,015

d. Kekuatan lelah persinggungan

= , −

= , . −

= �

e. Hertzian – strength

Gambar 4.4. Untuk Menentukan Kekuatan Herzian Dari gambar diatas didapatkan CL=1,3, CR=1, CH=1, CT=1 maka

kekuatan hertzian dapat ditentukan dengan persamaa :

= � � �

= _{, . .}.

(52)

f. Perbandingan pembagian beban

- Jari jari puncak Roda Gigi Pinion

= , = 2,1818 in - Jari jari puncak Roda Gigi Gear

= , = , ��

- Panjang garis kerja

= √ �+ − �+ √ + − − ( ) ��∅

= √ , + , − , + √ , + , − ,

− , . , �� ,

= , ��

- Puncak dasarr normal

� = ∅

� = , °

� = , ��

Maka Perbandingan pembagian beban

� = _, �

�= _{, . ,},

(53)

- Menentukan faktor geometri

= ��∅ ∅ ₊

=sin , _{. ,}° . cos , ° _, , ₊

= ,

- Faktor keamanan didasarkan pada kekuatan lelah gigi adalah

Menentuntukan harga CP dn Cv = Kv dari tabel berikut

Gambar 4.5. Harga Cp

Dari gmbar diatas ditentukan Cp =2300 , dan Cv = Kv =0,8 maka

selanjutnya dapat dicari bebdan yang dipindahkan , dengan

persamaan :

= √ ,

, =

, = , . , . , . , . ,

, = ,

Faktor nG adalah

� = ,

� = ,_,

(54)

Maka faktor n adalah

� = , �

� = , _,

� = ,

Dari hasil perhitungan tersebut didapatkan faktor nG pada kekuatan

(55)

5. PENUTUP

5.1. Kesimpulan

Data – data yang digunakan dalam merancang ulang sistem transmisi roda

gigi 1 didapatkan dari hasil pengukuran serta hasil perhitungan berdasarkan

literatur.

Dari hasil analisa yang telah dilakukkan maka dapat disimpulkan sebagai

berikut :

A. Dimensi Roda Gigi

1. Radial Pressure Angle

∅ = , °

2. Normal Coef. of Profile Shift

a. Pinion

4. Radial Working Pressure

Angle (from table involute

function)

� = , ° 5. Center Distance Increment

Factor

= ,

6. Center Distance

= ,

7. Standard Pitch Diameter

a. Pinion

9. Working Pitch Diameter

(56)

15.Jarak Lengkung Puncak

= , ��

16.Jarak normal lengkung

= , ��

17.Jarak aksial lengkung puncak

= , �� 18.Witdh Surface Gear

= , ��

B. Gaya – gaya yang terjadi pada sistem transmisi roda gigi 1  Wt = 1823,484 lb

 Wr = 1821,31 lb

 Wa = 1052,789 lb

 W = 2783,995 lb

Dan torsi yang bekerja pada roda gigi 1 adalah  T = 13803,774 lb.in

C. Komponen – Komponen yang terdapat dalam sistem transmisi roda gigi

adalah :

a. Roda Gigi Pinion

b. Roda Gigi 1

c. Poros Roda Gigi Output

d. Bantalan

putaran roda penggerak, dan untuk mengatur kecepatan putaran dan

(57)

E. Berdasarkan study literaratur dan perhitungan yang telah saya lakukan

bahwa torsi pada gigi satu besar, dikarenakan membutuhkan kecepatan

putar yang rendah dengan torsi yang tinggi

5.2. Saran

Dalam merancang ulang sistem transmisi roda gigi 1, segala hal yang

berkaitan dengan sistem transmisi harus diperhatikan dengan baik seperti

geometri, bahan, modul gigi, serta puncak diameteral dari roda gigi. Karena akan

mempengaruhi besar gaya yang terjadi pada roda gigi.

Saran dari penulis untuk praktikum Desain Elemen Mesin 3 ini, lebih baik di

laksanakan dari awal perkuliahan dimana adanya praktikum ini sampai akhir

semester, agar dalam penyusunan laporan ini tidak terlalu terburu-buru dan dapat

dilakukan dengan maksimal, agar apa yang di tujukan pada laporan ini bisa

tercapai sesuai dengan apa yang di harapkan pada tujuan di adakanya laporan

(58)

DAFTAR PUSTAKA

Buchsbaum,Frank. Ebook – Element of Metric Gear Technology. SDP/SI (download from www.sdp-si.com).

Technology Co., LTD,, Kohara Gear Technical. Gear Technical References.

Japan : KHK

Shiegley, J.E. 1984. Perencanaan Teknik Mesin Jilid 2. Jakarta : Erlangga.

Sularso. 1997. Dasar Perencanaan dan Pemilihan Elemen Mesin.Jakarta :

(59)

(60)

Gambar 1. Gear Box Transmisi Roda Gigi

Gambar 2. Sistem Transmisi Roda Gigi

(61)

(62)

Dheny Dharmawan

2111141075

(63)

Sistem transmisi yang berfungsi untuk meneruskan gaya atau

momen torsi dari engine. Salah satau sistem transmisi tersebut ialah roda gigi.

Peranan roda gigi berperan sebagai pereduksi putaran dari momen torsi pada

keadaan yang bervariatif dan diperlukan perancangan yang sesuai dengan

kondisi yang diharapkan.

(64)

Rumusan masalah yang akan dibahas dalam penulisan laporan ini

meliputi hal

–

hal berikut ini :

• Bagaimana cara kerja sistem transmisi roda gigi?

• Komponen

–

komponen terkait pada sistem roda gigi.

• Mengetahui gaya dan tegangan yang terjadi pada komponen

–

komponen

sistem roda gigi.

(65)

Tujuan yang ingin dicapai oleh penulisan, dalam penulisan laporan

praktikum ini adalah :

• Mengetahui komponen

–

komponen sistem transmisi roda gigi.

• Mengetahui cara kerja pada sistem transmisi roda gigi.

• Dapat menghitung gaya

–

gaya yang terjadi pada komponen

–

komponen

roda gigi.

(66)

Dalam penulisan laporan praktikum ini, penulis akan membatasi

permasalahan apa saja yang akan dibahas dan dikerjakan meliputi :

• Prinsip kerja dari sistem transmisi roda gigi 1.

• Ukuran

–

ukuran yang terkait dengan komponen

–

komponen sistem

transmisi roda gigi 1.

• Perhitungan gaya

–

gaya dan tegangan yang terjadi pada komponen sistem

transmisi roda gigi 1.

(67)

Sistematika penulisan dalam laporan Praktikum Desain Elemen Mesin 3 ini, adalah sebagai berikut :

1. Pendahuluan

, berisikan hal

–

hal sebagai berikut ::

–

Latar Belakang, berisikan uraian alasan di ambilnya judul Perancangan Ulang Sistem Transmisi

Roda Gigi Pada Mobil Toyota Hiace 2.5L.

–

Rumusan Masalah, berisikan hal

–

hal yang mungkin akan terjadi pada pemilihan judul

Perancangan Ulang Sistem Transmisi Roda Gigi Pada Mobil Toyota Hiace 2.5L.

–

Tujuan, berisikan hal

–

hal yang ingin dicapai dari pemilihan judul Perancangan Ulang Sistem

Transmisi Roda Gigi Pada Mobil Toyota Hiace 2.5L.

–

Batasan Masalah, berisikan masalah

–

masalah yang akan dikerjakan / diselesaikan dalam

penulisan laporan praktikum Desain Elemen Mesin 3.

–

Sistematika Penulisan.

2. TEORI DASAR,

berisikan teori pendukung mengenai penyusunan laporan akhir tentang Desain

Elemen Mesin 3, yang berkaitan dengan sistem transmisi roda gigi.

3. METODOLOGI

, berisikan hal

–

hal berikut ini :

–

Flowchart

–

Spesifikasi Kendaraan

–

Hasil Pengukuran Sistem Transmisi Roda Gigi 1

4. HASIL DAN PEMBAHASAN

, berisikan hasil

–

hasil dari penghitungan yang terkait dengan paramater

dari teori dasar.

5. PENUTUP

,berisikan kesimpulan dan saran dari hasil penghitungan pada bab sebelumnya.

(68)

2.1. Sistem Transmisi

sistem transmisi, merupakan sistem yang berfungsi untuk mengonversi

torsi dan kecepatan (putaran) dari mesin menjadi torsi dan kecepatan yang

berbeda

–

beda untuk diteruskan ke pengerak akhir. Konversi ini mengubah

kecepatan putar yang tinggi, menjadi lebih rendah tetapi bertenaga. Salah

satu sistem transimisi adalah roda gigi.

2.2. Sistem Trasnmisi Roda Gigi

Keuntungannya atara lain :

• Sistem transmisinya lebih ringkas, putaran lebih tinggi dan daya yang besar.

• Sistem yang kompak sehingga konstruksinya sederhana.

• Kemampuan menerima beban lebih tinggi.

• Efisiensi pemindahan dayanya tinggi karena faktor terjadinya slip sangat

kecil.

• Kecepatan transmisi rodagigi dapat ditentukan sehingga dapat digunakan

dengan pengukuran yang kecil dan daya yang besar.

(69)

Mechanical Engineering

–

General of Achmad Yani University

Sistem Transmisi Rodagigi 1

START

Dokumen Produk

-Assembelly Sistem Transmisi Roda Gigi 1 - Gambar Teknik Sistem Transmisi Roda Gigi 1

END

Analisa Data  Analisi Gaya Sistem Transmisi

roda Gigi 1

 Analisis Tegangan

 Menentukan Bahan

3.1. Flowchart

3.2. Spesifikasi Kendaraan

Dimensi Mobil

Torsi : 260 Nm / 2000rpm Sistem Transmisi

Gearbox : 5 Speed Jenis Transmisi : Manual

3.3. Spesifikasi Roda Gigi

(70)

4. 1. Dimensi Roda Gigi

• Radial Pressure Angle ∅� = , °

• Normal Coef. of Profile Shift

• Radial Working Pressure Angle (from table involute function)

� � = , °

• Center Distance Increment Factor

� = ,

• Center Distance

� = ,

• Standard Pitch Diameter Pinion

• Working Pitch Diameter Pinion

• Jarak Lengkung Puncak �� = , �

• Jarak normal lengkung �� = , �

• Jarak aksial lengkung puncak

� = , �

• Witdh Surface Gear � = , �

(71)

4.2. Gaya – gaya yang bekerja

• Dan torsi yang bekerja pada roda gigi 1 adalah

T = 13803,774 lb.in 4.3. Ketahanan lentur dan kekuatan lelah permuakaan dari roda gigi

• Maka didapatkan faktor keamanan n_G untuk batas ketahanan lentur adalah 0,023 dan faktor keamanan n untuk batas ketahanan lentur adalah 0,015

• Dari hasil perhitungan tersebut didapatkan faktor n_G pada kekuatan lelah permukaan adalah 0,086 dan faktor n adalah 0,057

Mechanical Engineering

–

General of Achmad Yani University

4.1. DBB Pinion

(72)

(73)

5.1. Kesimpulan

Dari perhitngan yang telah dilakukan maka dapat ditarik kesimpulan bahwa:

Semakin kecil nilai puncak diameteral normal (P

n

) , maka besar gaya

–

gaya yang bekerja akan semakin

besar, hal ini dipengaruhi juga oleh daya yang ditransmisikan oleh mobil yaitu sebesar 101 hp,

Sistem transmisi berfungsi untuk meneruskan putaran dari mesin ke arah putaran roda penggerak, dan

untuk mengatur kecepatan putaran dan momen yang dihasilkan oleh putaran mesin saat kendaraan

dinyalakan.

Berdasarkan study literaratur dan perhitungan yang telah saya lakukan bahwa torsi pada gigi satu

besar, dikarenakan membutuhkan kecepatan putar yang rendah dengan torsi yang tinggi

Komponen

–

Komponen yang terdapat dalam sistem transmisi roda gigi adalah :

5.2. Saran

Dalam merancang ulang sistem transmisi roda gigi 1, segala hal yang berkaitan dengan sistem transmisi

harus diperhatikan dengan baik seperti geometri, bahan, modul gigi, serta puncak diameteral dari roda gigi.

Karena akan mempengaruhi besar gaya yang terjadi pada roda gigi.

Mechanical Engineering

–

General of Achmad Yani University

• Roda Gigi Pinion

• Roda Gigi Gear

• Poros Roda Gigi Output

• Bantalan

• Pasak

• Sinkromesh

• Snap Ring

• Clutch hub

(74)

Saya ucapkan terimakasih sebesar besarnya kepada :

• ه

SWT., yang telah memberikan akal, pikiran dan kesehatan baik ruhani serta

jasmani sehingga penulis dapat menyelesaikan laporan praktikum Desain Elemen

Mesin 3.

• Kedua orang tua penulis yang telah memberikan dukungan moral dan materi dalam

penyusunan laporan akhir Praktikum Desain Elemen Mesin 3.

• Bapak Riki Anggriawan, S.T., dan Ibu Wiwin Widaningrum S.T., M.T., selaku dosen

pembimbing dalam penyusunan laporan Praktikum Desain Elemen Mesin 3.

• Bapak War’an Rosihan S.T., M.T., selaku koordinator praktikum matakuliah Desain

Elemen Mesin 3.

• Saudara

–

saudara penulis dukungan dalam penyusunan laporan Praktikum Desain

Elemen Mesin 3.

• Rekan

–

rekan seangkatan yang telah memberi masukan dan dukungannya dlam

penyususnan laporan ini.

(75)

Skala : 1 :1

Satuan : mm

Tanggal : 1-6-'17

Nama : Dheny Dharmawan

NIM : 2111141075

Diliat : Riki Anggriawan S.T.,

Keterangan :

A3

G 1-6

SISTEM TRANSMISI RODA GIGI 1

UNJANI

KEKASARAN

MIKRO METER

TOL. ISO

NO. QTY

NAMA BAGIAN

BAHAN

UKURAN

KETERANGAN

(76)

A3

KETERANGAN : NAMA : DHENY DHARMAWAN

NIM : 2111141075 SKALA : 1 : 1

SATUAN : mm TANGGAL : 1-6-17

UNJANI

Transmisi Roda Gigi 1

DIPERIKSA : RIKI ANGGRIAWANST.,

(77)

A3

KETERANGAN :

NAMA : DHENY DHARMAWAN

NIM : 2111141075 SKALA : 1 : 1

UNJANI

Transmisi Roda Gigi 1

G. 3 - 6

KEKASARAN NO.

Bag. NAMA BAGIAN

TOLERANSI JIS

Jumlah

1

Poros Input

3

1 POROS INPUT

(78)

A3

KETERANGAN : NAMA : DHENY DHARMAWAN

NIM : 2111141075 SKALA : 1 : 1

UNJANI

Transmisi Roda Gigi 1

(79)

SKALA : 1 : 1 SATUAN : mm

A4

KETERANGAN :

Bearing

NIM : 2111141075

DIPERIKSA : RIKI ANGGRIAWANST., TANGGAL : 1-6-17

17

KEKASARAN NO.

Bag.

NAMA BAGIAN

TOLERANSI JIS

Jumlah

1 1 Bearing

KETERANGAN

KOYO 6207

(80)

38 2

30

1,5

58

SKALA : 1 : 1 SATUAN : mm

A4

KETERANGAN :

NIM : 2111141075

DIPERIKSA : RIKI ANGGRIAWAN ST., TANGGAL : 1-6-17

KEKASARAN NO.

Bag.

NAMA BAGIAN

TOLERANSI JIS

Jumlah

1 1 Cincin Pengunci