BAB I BAB I
PENDAHULUAN PENDAHULUAN
1.1
1.1 Latar BelakangLatar Belakang
Umumnya sebuah kendaraan bermotor dapat bergerak, apabila daya dalam Umumnya sebuah kendaraan bermotor dapat bergerak, apabila daya dalam bentuk putaran
bentuk putaran yang dihasilkan oleh yang dihasilkan oleh mesin sebagai mesin sebagai sumber penggerak utasumber penggerak utama kendaraanma kendaraan . Mesin dan kendaraan t
. Mesin dan kendaraan tersebut itu mempunyai jarak ersebut itu mempunyai jarak tertentu, untuk menghubungkannyatertentu, untuk menghubungkannya daya dalam bentuk putaran ke roda kendaraan, dibuat suatu sistem transmisi percepatan daya dalam bentuk putaran ke roda kendaraan, dibuat suatu sistem transmisi percepatan dan p
dan perlambatan yang erlambatan yang dapat menerudapat meneruskan dayskan daya dalam a dalam bentuk bentuk putaran putaran dari mesindari mesin penggerak utama terhadap kendaraan sehingga
penggerak utama terhadap kendaraan sehingga mampu untuk bergerak.mampu untuk bergerak.
Roda gigi adalah salah satu mekanisme yang dipergunakan untuk memindahkan Roda gigi adalah salah satu mekanisme yang dipergunakan untuk memindahkan daya putaran dari poros yang satu ke poros yang lain. Pada umumnya putaran poros daya putaran dari poros yang satu ke poros yang lain. Pada umumnya putaran poros yang digerakkan lebih besar putarannya dari pada putaran poros penggerak, tetapi dapat yang digerakkan lebih besar putarannya dari pada putaran poros penggerak, tetapi dapat juga
juga terjadi terjadi sebaliknya sebaliknya dan dan biasanya biasanya poros poros penggerak penggerak dengan dengan poros poros yang yang digerakkandigerakkan mempunyai putaran yang berlawanan.
mempunyai putaran yang berlawanan.
Sistem pemindahan daya dan putaran tidak hanya dapat dilakukan oleh roda Sistem pemindahan daya dan putaran tidak hanya dapat dilakukan oleh roda gigi, tetapi juga dapat dilakukan dengan sabuk dan rantai.
gigi, tetapi juga dapat dilakukan dengan sabuk dan rantai. Fungsi transmisi adalah :
Fungsi transmisi adalah :
Memperbesar momen pada saat momen yang besar diperlukan.Memperbesar momen pada saat momen yang besar diperlukan.
Memperkecil momen pada saat kendaraan berjalan dengan kecepatan tinggi, halMemperkecil momen pada saat kendaraan berjalan dengan kecepatan tinggi, hal ini akan mengurangi bahan bakar dan memperkecil suara yang terjadi pada ini akan mengurangi bahan bakar dan memperkecil suara yang terjadi pada kendaraan.
kendaraan.
Untuk memundurkan jalannya kendaraan dengan adanya perkaitan gigi-gigiUntuk memundurkan jalannya kendaraan dengan adanya perkaitan gigi-gigi pada transmisi dikarenakan mesin hanya berputar pada satu arah.
▸ Baca selengkapnya: untuk pembuatan roda gigi pada mesin frais, benda kerja dicekam dengan menggunakan
(2)1.2.
1.2. TujuanTujuan
Tujuan tugas rancangan roda gigi ini adalah: Tujuan tugas rancangan roda gigi ini adalah: 1. Agar mahasiswa memahami hal
1. Agar mahasiswa memahami hal – – hal utama yang harus diperhatikan terutama hal utama yang harus diperhatikan terutama prinsip
prinsip kerja kerja dan dan merancang merancang bagianbagian – – bagian dari sistem transmisi roda gigi bagian dari sistem transmisi roda gigi lurus.
lurus.
2. Agar mahasiswa memahami berbagai hubungan karakteristik bahan dan sifat 2. Agar mahasiswa memahami berbagai hubungan karakteristik bahan dan sifat yang dibutuhkan untuk digunakan dalam merancang suatu sistem transmisi yang dibutuhkan untuk digunakan dalam merancang suatu sistem transmisi roda gigi lurus.
roda gigi lurus.
1.3.
1.3. Batasan MasalahBatasan Masalah
Dalam perancangan ini, yang akan di rancang ulang adalah roda gigi lurus Dalam perancangan ini, yang akan di rancang ulang adalah roda gigi lurus dengan spesifikasi : dengan spesifikasi : Daya Daya (N) (N) : : 97 97 PsPs Putaran Putaran (n) (n) : : 6000 6000 rpmrpm 1.4.
1.4. Metode PenulisanMetode Penulisan
Metode yang diterapkan di dalam penulisan laporan ini, yakni : Metode yang diterapkan di dalam penulisan laporan ini, yakni : 1.
1. Studi perpustakaan, meliputi pengumpulan bahanStudi perpustakaan, meliputi pengumpulan bahan – – bahan yang dirangkum bahan yang dirangkum dari beberapa buku dan catatan kuliah.
dari beberapa buku dan catatan kuliah. 2.
2. Observasi lapangan untuk mengumpulkan data.Observasi lapangan untuk mengumpulkan data. 3.
1.2.
1.2. TujuanTujuan
Tujuan tugas rancangan roda gigi ini adalah: Tujuan tugas rancangan roda gigi ini adalah: 1. Agar mahasiswa memahami hal
1. Agar mahasiswa memahami hal – – hal utama yang harus diperhatikan terutama hal utama yang harus diperhatikan terutama prinsip
prinsip kerja kerja dan dan merancang merancang bagianbagian – – bagian dari sistem transmisi roda gigi bagian dari sistem transmisi roda gigi lurus.
lurus.
2. Agar mahasiswa memahami berbagai hubungan karakteristik bahan dan sifat 2. Agar mahasiswa memahami berbagai hubungan karakteristik bahan dan sifat yang dibutuhkan untuk digunakan dalam merancang suatu sistem transmisi yang dibutuhkan untuk digunakan dalam merancang suatu sistem transmisi roda gigi lurus.
roda gigi lurus.
1.3.
1.3. Batasan MasalahBatasan Masalah
Dalam perancangan ini, yang akan di rancang ulang adalah roda gigi lurus Dalam perancangan ini, yang akan di rancang ulang adalah roda gigi lurus dengan spesifikasi : dengan spesifikasi : Daya Daya (N) (N) : : 97 97 PsPs Putaran Putaran (n) (n) : : 6000 6000 rpmrpm 1.4.
1.4. Metode PenulisanMetode Penulisan
Metode yang diterapkan di dalam penulisan laporan ini, yakni : Metode yang diterapkan di dalam penulisan laporan ini, yakni : 1.
1. Studi perpustakaan, meliputi pengumpulan bahanStudi perpustakaan, meliputi pengumpulan bahan – – bahan yang dirangkum bahan yang dirangkum dari beberapa buku dan catatan kuliah.
dari beberapa buku dan catatan kuliah. 2.
2. Observasi lapangan untuk mengumpulkan data.Observasi lapangan untuk mengumpulkan data. 3.
BAB II BAB II
LANDASAN TEORI LANDASAN TEORI
2.1.
2.1. PengertiaPengertian Roda n Roda GigiGigi
Roda gigi (menurut sularso ,1997) adalah suatu elemen pada mesin yang Roda gigi (menurut sularso ,1997) adalah suatu elemen pada mesin yang berungsi s
berungsi sebagai ebagai alat alat untuk menstransmisuntuk menstransmisikan ikan daya daya dan putdan putaran aran yang tidak yang tidak slipslip dan berlawanan arah.
dan berlawanan arah.
Kerusakan yang sering dalam roda gigi adalah patahan gigi,keausan atau Kerusakan yang sering dalam roda gigi adalah patahan gigi,keausan atau berlubang-lubang
berlubang-lubang dan dan tergores tergores kepada kepada permukaannya permukaannya akibat akibat dari dari pecahanpecahan selaput minyak pelumas,kerusakan gigi akibat benturan dan tekanan permukaan selaput minyak pelumas,kerusakan gigi akibat benturan dan tekanan permukaan merupakan hal
merupakan hal penting penting untuk di untuk di perhatikan setiap saat.perhatikan setiap saat.
2.2.
2.2. Fungsi dan Keunggulan Roda gigi.Fungsi dan Keunggulan Roda gigi.
Menurut buku sularso,fungsi dari pada gigi adalah untuk Menurut buku sularso,fungsi dari pada gigi adalah untuk menstransmisikan daya dan putaran.Penerusan daya dan putaran di lakukan oleh menstransmisikan daya dan putaran.Penerusan daya dan putaran di lakukan oleh gigi-gigi dari kedua roda gigi yang saling berkaitan.
gigi-gigi dari kedua roda gigi yang saling berkaitan.
Roda gigi mempunyai keunggulan di bandingkan dengan sabuk atau Roda gigi mempunyai keunggulan di bandingkan dengan sabuk atau rantai karna lebih ringkas,putaran lebih tinggi dan tepat dan daya lebih besar. rantai karna lebih ringkas,putaran lebih tinggi dan tepat dan daya lebih besar.
2.3.
2.3. Klasifikasi Roda Gigi.Klasifikasi Roda Gigi.
Menurut buku sularso,1997 mengklasifikasikan dari jenis-jenis roda Menurut buku sularso,1997 mengklasifikasikan dari jenis-jenis roda gigi,yaitu:roda gigi lurus,roda gigi kerucut,roda gigi miring,roda gigi gigi,yaitu:roda gigi lurus,roda gigi kerucut,roda gigi miring,roda gigi payung,roda
payung,roda gigi gigi miring miring ganda,roda ganda,roda gigi gigi dalam,roda dalam,roda gigi gigi cacing cacing dan dan roda roda gigigigi hipoid.
2.3.1 Roda Gigi Lurus.
Roda gigi lurus merupakan roda gigi paling dasar dengan jalur gigi yang sejajar dengan sumbu poros.Jenis roda gigi ini dapat menstransmisikan daya dan putaran ontara dua poros yang pararel,seperti gambar 2.1 di bawah ini
Gambar 2.1 Roda Gigi Lurus (Sularso,1997)
2.3.2 Roda Gigi Kerucut
Roda gigi kerucut yang termasuk dasar adalah roda gigi dengan poros sejajar dan dari jenis ini yang paling besar adalah roda gigi lurus.Namun jika di inginkan transmisi untuk putaran tinggi,daya besar dan bunyi kecil antara dua poros yang sejajar pada umumnya roda gigi lurus memenuhi syarat tersebut.Roda gigi kerucut lurus yang dapat meneruskan putaran dan daya pada poros yang sumbumya saling berpotongan seperti gambar 2.2 di bawah ini.
2.3.3. Roda Gigi Miring.
Roda gigi miring sebenarnya berbentuk ulir spiral,maka kadang-kadang ini disebut roda gigi spiral.Sudut antara poros dengan arah gigi di sebut sudut kisar rata rata seperti pada gambar 2.3 di bawah ini
Ganbar 2.3. (A) Roda Gigi 2.3. (B) Roda Gigi Miring. Miring(Sularso,1997)
2.3.4. Roda Gigi Payung.
Seperti yang terlihat pada Gambar 2.4 sumbu sumbu sepasang roda gigi paying itu selalu membentuk sebuah sudut.Puncak kedua roda gigi paying itu selalu bertemu di suatu titik puncak T (Gambar 2.4).Ukuran-ukuran lingkaran pokoknya berada di bagian kerucut atau paying yang terbesar.Bentuk giginya selalu mengecil ke dalam.Sebagian dasar perhitungan selalu di ambil diameter tusuk terbesar.
2.3.5. Roda Gigi Miring Ganda.
Gaya aksial yang timbul pada gigi yang mempunyai alur berbentuk V tersebut,akan saling meniadakan.Dengan roda gigi ini perbandingan reduksi,kecepatan keliling dan daya yang diteruskan dapat di perbesar,tetapi pembuatanya sukar.Bentuk roda gigi miring tersebut seperti pada gambar 2.5 di bawah ini.
Gambar 2.5.(A) Roda Gigi Miring Ganda 2.5 (B) Roda Gigi Miring Ganda
2.3.6. Roda Gigi Dalam
Dipakai jika diinginkan di pakai alat transmisi dengan ukuran kecil dengan perbandingan reduksi besar,karena pion terletak pada roda gigi seperti yang terlihat pada Gambar 2.6 di bawah ini.
Gambar 2.6.(A) Roda Gigi Dalam ( Sularso,1997) 2.6. (B) Roda Gigi Dalam
2.3.7 Roda Ggi Cacing.
Roda gigi cacing meneruskan putaran dengan perbandingan besar,roda gigi cacing ada dua macam yaitu:
1. Roda Gigi Cacing Silindris. 2. Roda Gigi Cacing Globoid
2.3.7.A Roda Gigi Cacing Silindris.
Mempunyai gigi cacing berbentuk silindris dan lebih umum di pakai,dari pada roda gigi cacing globoid seperti terlihat pada Gambar A.
2.3.7.B Roda Gigi Cacing Globoid.
Digunakan untuk beban yang besar dan dengan perbandingan kontak yang lebih besar roda gigi globoit ini yang biasa di pakai,roda gigi cacing globoit biasa di pakai dalam power stering stir mobil,seperti pada gambar B.
(A) (B)
Gambar 2.7. Roda Gigi Cacimg.
A. Roda Gigi Cacing Silindris (Sularso,1997) B. Roda Gigi Cacing Globoit (Sularso ,1997)
2.3.8 Roda Gigi Hipoid.
Roda gigi hipoid adalah seperti yang dipakai pada roda gigi diferensial oto mobil.Roda gigi ini mempunyai jalur berbentuk spiral pada bidang kerucut yang sumbunya bersilang dan memindahkan daya pada permukaam gigi secara meluncur menggelinding seperti pada Gambar 2.8.di bawah ini.
Gambar 2.8. Roda Gigi Hipoid (Sularso,1997) Gambar 2.9 Miring Silang
Gambar 2.10 Pinion Gambar 2.11 Roda Gigi
2.4 Persamaan-Persamaan Pada roda gigi.
Roda gigi yang sudah disebut diatas semuanya mempunyai perbandingan dengan kecepatan sudut tetap antara kedua porosnya.Dalam teori roda gigi pada umumnya dianut anggapan bahwa roda gigi merupakan benda kaku yang tidak hamper mengalami perubahan untuk jangka waktu lama.Pada transmisi harmonis dipergunakan gabungan roda gigi yang bekerja dengan deformasi elastis dan tanpa deformasi.
Dalam merancang ulang roda gigi ini,komponen-komponen yang ada pada transmisi tersebut di analisa dengan analisa perhitungan.Komponen
komponen yang akan di analisa tersebut adalah;poros,roda gigi,bantalan spline,naffdan baut,dengan persamaan seperti berikut.
2.5. Pemilihan Roda Gigi
Dalam hal ini jenis roda gigi yang dirancang adalah, roda gigi lurus, dimana ketentuan lain diambil dari beberapa buku yang memuat perencanaan dan elemen mesin.
Pada roda gigi lurus diperoleh beberapa keuntungan, yaitu :
1. Gaya aksial sejajar dengan sumbu poros selingan, kemungkinan meluncur lebih mudah.
2. Penggantian kecepatan pada transmisi lebih cepat dan mudah dibandingkan dengan roda gigi miring, roda gigi cacing, dan lainnya.
BAB III
PERHITUNGAN KOMPONEN-KOMPONEN UTAMA
3.1. POROS
Poros sebagai pemindahan daya dan putaran harus di perhatikan jenis bahan yang digunakan.Sifat terhadap puntiran,mempunyai elastisitas yang baik,tidak mudah patah.
p
Gambar 3.1. Poros
Pada perancanaan ini poros memindahkan daya (P),sebesar “ 97 ps “ dan putaran (n) sebesar “ 6000 rpm “ Daya (P) : 97 Ps. Putaran (n) : 6000 rpm. Dimana : 1 Ps = 0,735 KW. P = 97 x 0,735 KW. P = 71,295 KW.
Tabel 3.1. Ratio PerbandinganGigi.
. Speed Speed Ratio 1 3.769 2 2.645 3 1.376 4 1.000 5 0,838 Reverse 4,128 d
Daya rencana dapat dihitung dari persamaan Dimana : fc = factor keamanan.
= 0,8 1.2 (daya maksimum) table = 1,1 (yang diambil).
Sehingga : Pd = Fc x P
= 1,1 x 71.295 KW = 78.4245 KW
Tabel 3.2. Faktor keamanan ( Sularso , 1997 )
Daya yang ditransmisikan Fc
Daya rata-rata yang diperlukan 1,2 – 2,0 Daya maksimum yang diperlukan 0,8 – 1,2
Daya normal 1,0 – 1,5
Untuk menghitung momen torsi (T)dari persamaan, (2.3) T = 9,74 x 105
n Pd kg . mm T = 9,74 x 105
6000 78.4245 kg . mm T = 12730.905 kg . mmDalam perancangan ini bahan poros yang di ambil dari baja karbon konstruksi mesin yang disebut bahan S-C yaitu baja steel (S 40 C)dengan kekuatan tarik
σ
b = 55 kg/mm2 ,(Sularso,1997)Maka : Τa = 2 1 xSf Sf b kg/mm2
Dimana : Sf 1 = Kekuatan yang di jamin,bahan S-C = 6
Sf 2 = Karena di pasak,dalam perhitungan diambil faktor yang dinyatakan dengan Sf 2 sebesar 1,3-3,0 (diambil adalah 2,1),(Sularso,1997)
Maka : τa = 1 , 2 6 55 x kg/mm2 = 4,365 kg/mm2
Tabel 3.3. Baja karbon untuk konstruksi mesin (Sularso,1997) Standart dan macam Lambang Perlakuan panas Kekuatan tarik (kg/mm) Keterangan Baja karbon konstruksi mesin (JIS G 4501) S 30 C S 35 C S 40 C S 45 C S 50 C S 55 C Penormalan -48 52 55 58 62 66 Batang baja yang difinishing dingin S 35 C-D S 45 S-D S 55 C-D -53 60 72 Ditarik dingin,digeri nda,dibubut,a tau gabungan antara hal-hal tersebut
Utuk mengukur diameter poros dari persamaan 2.2 (Sularso,1997)
Ds = 3 1 1 1 , 5
xcbxT xK a Dimana : Cb mempunyai harga 1,2-2,3,karena lenturan
(Sularso,1997)dalam perancangan ini akan terjadi lenturan pada poros karena pembebanan roda
, 1,7.
Maka diameter poros sebenarnya (Sularso,1997)dari persamaan 2.2:Ds = 3 1 12730.905 7 , 1 1 , 1 365 , 4 1 , 5
x x x mm = 30,086 mmτ = 5,1
[
3
]
= 5,1[
3.9
3,86
]
= 2,335 kg /
<
2,335 kg /
< 4,365 kg /
Tabel 3.4. Diameter poros (Sularso,1997)Standarisasi Poros (satuan mm)
4 10 *22,4 40 100 *224 400 24 (105) 240 11 *25 42 110 250 420 260 440 4,5 *11,2 28 45 *125 280 450 12 30 120 300 460 *31,5 48 *315 480 5 *12,5 32 50 125 320 500 130 340 530 35 55 *5,6 14 *35,5 56 140 *355 560 (15) 60 150 360 6 16 38 380 600 (17) 63 160 *6,3 18 170 630 19 180 20 190 22 65 200 7 70 220 *7,1 71 75 8 8
Keterangan : 01. Tanda * menyatakan bahwa bilangan yang bersangkutan di pilih dari bilangan standart.
02. Bilangan di dalam kurung di pakai untuk bagian di mana akan di pasang bantalan gelinding.
Perhitungan Poros Output
Pada poros output, putaran terjadi berubah-ubah sesuai kecepatan yang di kehendaki. Untuk itu putaran yang direncanakan adalah putaran (n) yang tertinggi pada poros output yaitu : n out =
i n
Di mana,
n out= putaran poros output
n = putaran poros input
i = Perbandingan poros putaran yang di reduksi, dimana nilai i ≤ 4 untuk roda gigi lurus
n out = i n = 4 6000rpm = 1500 rpm Maka : P = 96 Hp . 0,735 kW = 70,56 kW
Nilai fc = 1,2 - 2.0 (Daya maksimum ), dari tabel 4.1
f c = 1,5 ( diambil )
Maka daya rencana hasil koreksi di dapat : Pd = P . f
= 7.056 kW x 1,5 = 105,84 kW
Momen puntir Poros Output(Tout)
n pd x T 9,74 105 Dimana : T = MomenPd = Daya rencana (105,84 kW) n out = Putaran (1500 rpm ) Maka diperoleh T out = 9,74 x105 out n Pd = 9,74 x 105
rpm W 1500 105,84k = 68725,44 kg.mmBahan poros dipilih dari bahan baja karbon kontruksi mesin (JIS G 4501) dan kekuatan tarik yaitu 55 Kg/mm2 dengan tegangan geser yang di izinkan dapat dirumuskan sebagai berikut :
2 1 xSf Sf B a ( kg/mm 2)
Dimana : a =Tegangan geser yang diizinkan (kg/mm2) B = Tegangan patah izin poros 55 kg/mm2
Sf1 = Faktor keamanan untuk pengaruh massa untuk bahan SC (baja karbon), maka diambil 6 sesuai dengan standart ASME Sf2 = Faktor keamanan untuk bentuk poros, dimana harga ini sebesar
1,2-2,0. Maka diambil 1,9 sesuai standart ASME Maka : 2 1 xSf Sf B a = , 1 , 2 6 / 55 2 x mm kg = 4,365 kg/mm2
Perhitungan Untuk Mencari Diameter Poros Output (dsout)
ds out = 5,1 ( ) 3 1 mm a xCbxKtxT
Dimana : ds out= diameter poros in put
Cb = Faktor keamanan terhadap beban lentur roda gigi “1,2 – 2,3” ( diambil 1,8 )
Kt = Faktor keamanan standart ASME, jika beban dikenakan dengan kejutan atau tumbukan besar 1,5-3,0 ( diambil 2,3 )
Tout = Momen torsi poros output 5154.4 kg.mm
Maka : dsout = 3 1 1 , 5
a xC bxKtx T out = 3 1 2 / 4,364 . 68725,44 3 , 2 8 , 1 1 , 5
mm Kg mm Kg x x x= 69,25 mm (di ambil dari tabel 4.3 )
Dari tabel 3.3 dapat dilihat diameter standart poros berdasarkan hasil perhitungan diameter poros output maka diambil harga yang terdekat dari diameter standart yaitu 69,25 mm. Maka tegangan geser ( ) yang terjadi pada diameter poros output. Yaitu :
3 1 , 5 out out ds T = 5,1 3 / 2 69,25 44 , 68725mm
kg
= 1,054 kg/mm2/Berdasarkan perhitungan diatas maka poros output tersebutbisa digunakan untuk dipakai karena tegangan geser yang terjadi ( ) lebih kecil sama dengan dari tegangan geser izin ( a )
≤ a
3.2.PERHITUNG
3.2.PERHITUNGAN AN SPLINE.SPLINE.
Spline merupakan suatu elemen mesin yang dipakai untuk memutar roda Spline merupakan suatu elemen mesin yang dipakai untuk memutar roda gigi.pada perancangan ini ada dua jenis spline yaitu spline yang berada pada gigi.pada perancangan ini ada dua jenis spline yaitu spline yang berada pada poros
poros counter counter (counter (counter shaft)dan shaft)dan spline spline yang yang berada berada pada pada poros poros output output (output(output shaft). shaft). L L rs rs D D h h W W Gambar 3.2. Spline Gambar 3.2. Spline 3.2.1
3.2.1 Perhitungan Spline pada poros Perhitungan Spline pada poros counter (counter shaft)counter (counter shaft)
Daya Daya (P) (P) : : 97 97 Ps.Ps.
Putaran Putaran (n) (n) : : 6000 6000 rpm rpm (Putaran (Putaran Pada Pada Poros Poros Counter)Counter)
Torsi
Torsi : : 12730.905 12730.905 kg kg .mm.mm
Gaya Tangensial pada Poros : Gaya Tangensial pada Poros :
F = F = 2 2 // Ds Ds T T Dimana : Dimana : T = Momen torsi. T = Momen torsi.
Ds = Diameter poros counter. Ds = Diameter poros counter.
F = F = 2 2 50 50 12730.905 12730.905 kg.mmkg.mm = 509,2362 = 509,2362 kgkg
Tekanan permukaan yang diizinkan : Tekanan permukaan yang diizinkan :
Pa ≥ Pa ≥ )) ((t t 11ataut ataut 22 L L F F Dimana :
Dimana : Pa = Pa = 8 kg/mm8 kg/mm22 ,poros untuk yang berdiameter kecil.,poros untuk yang berdiameter kecil. Pa = 10 kg/mm
Pa = 10 kg/mm 22,poros untuk yang berdiameter besar.,poros untuk yang berdiameter besar. tt11 dan t dan t22= Kedalaman alur pasak pada poros dan naft.= Kedalaman alur pasak pada poros dan naft.
Tabel 3.2.1. Normalisasi Spline
Tabel 3.2.1. Normalisasi Spline datar (Sukrisno,198datar (Sukrisno,1984)4) D
D B B HH tt
11 tt22 11
Diatas
Diatas s/d s/d Dari Dari s/ds/d
6 6 8 8 10 10 12 12 17 17 22 22 30 30 38 38 44 44 50 50 58 58 65 65 75 75 85 85 95 95 110 110 130 130 150 150 170 170 8 8 10 10 12 12 17 17 22 22 30 30 38 38 44 44 50 50 58 58 65 65 75 75 85 85 95 95 110 110 130 130 150 150 170 170 200 200 2 2 3 3 4 4 5 5 6 6 8 8 10 10 12 12 14 14 16 16 18 18 20 20 22 22 25 25 28 28 32 32 36 36 40 40 45 45 2 2 3 3 4 4 5 5 6 6 7 7 8 8 8 8 9 9 10 10 11 11 12 12 14 14 14 14 16 16 18 18 20 20 22 22 25 25 1,2 1,2 1,8 1,8 2,5 2,5 3 3 3,5 3,5 4 4 5 5 5 5 5,5 5,5 6 6 7 7 7,5 7,5 9 9 9 9 10 10 11 11 12 12 13 13 15 15 1 1 1,4 1,4 1,8 1,8 2,2 2,2 2,8 2,8 3,3 3,3 3,3 3,3 3,3 3,3 3,8 3,8 4,3 4,3 4,4 4,4 4,9 4,9 5,4 5,4 5,4 5,4 6,4 6,4 7,4 7,4 8,4 8,4 9,4 9,4 10,4 10,4 6 6 6 6 8 8 10 10 14 14 18 18 22 22 28 28 36 36 45 45 50 50 56 56 63 63 70 70 80 80 90 90 100 100 20 20 36 36 45 45 56 56 70 70 90 90 110 110 140 140 160 160 180 180 200 200 220 220 250 250 280 280 320 320 360 360 400 400
200 200 230 230 260 260 290 290 330 330 380 380 440 440 230 230 260 260 290 290 330 330 380 380 440 440 5000 5000 50 50 56 56 63 63 70 70 80 80 90 90 100 100 28 28 32 32 32 32 36 36 40 40 45 45 50 50 17 17 20 20 20 20 22 22 25 25 28 28 31 31 11,4 11,4 12,4 12,4 12,4 12,4 14,4 14,4 15,4 15,4 17,4 17,4 19,4 19,4 Maka untuk D Maka untuk D s s 22= 45 mm,t= 45 mm,t11 = 5 mm,t = 5 mm,t22= 3,3 mm.= 3,3 mm. Pa Pa = = 10 10 kg/mmkg/mm22(diambil)(diambil) Panjang spline : Panjang spline : L ≥ L ≥ 1 1 Pax Pax t t F F L ≥ L ≥ mm mm x x mm mm kg kg kg kg 5 5 // 10 10 509,2362 509,2362 2 2 = 9,974 = 9,974 mm.mm.
Teganan geser yang di izinkan Teganan geser yang di izinkan : :
ττka ≥ka ≥ l l b b F F .. Dimana :
Dimana : τka τka = = τbτb
Direncanakan bahan spline sama dengan poros S 40 C. Direncanakan bahan spline sama dengan poros S 40 C. Dengan kekuatan tarik τb = 55
Dengan kekuatan tarik τb = 55 kg/mmkg/mm22 .. Sfk
Sfk 11 = 6,0 = 6,0 Sfk
Sfk 22 == Beban dikenakan secara berlahan (di ambil 1,3)Beban dikenakan secara berlahan (di ambil 1,3) ττkaka == 3 3 ,, 1 1 0 0 ,, 6 6 55 55 x x kg/mm kg/mm22 .. = 7,05 = 7,05 kg/mmkg/mm22 ..
Maka lebar spline Maka lebar spline : :
b ≥ b ≥ kaxL kaxL F F mm.mm. b ≥ b ≥ mm mm x x mm mm kg kg kg kg 794 794 ,, 9 9 // 05 05 ,, 7 7 509,2362 509,2362 2 2
b = 7,092 mm. Jumlah spline : n = e lebarsplin os ngkaranpor kelilingli n = b Ds 2 . = mm mm x 09 , 7 45 14 , 3 = 19,92 = 20 buah. Maka lebar spline tiap buah adalah :
B = b n = 09 , 7 20 = 2,82 mm. Tegangan geser yang terjadi :
Τk = l b F . = mm mmx kg 974 , 9 09 , 7 509,2362 =71,637 kg/mm2 . 3.3 PERHITUNGAN NAFF.
Naff berfungsi untuk meneruskan daya dan putaran dari poos dan spline ke roda gigi.Pada perancangan ini ada tiga jenis naff yang dijumpai,yaitu : naff pada roda gigi,naff pada poros counter dan naff pada poros outpu
3.3.1 Perhitungan Naff Roda Gigi Pada Poros Counter. A. Panjang Naff. L = (1,-2,2) x Ds2 = (Diambil 1,2 x Ds2 = 1,2 x 55 mm = 66 mm. B. Diameter Naff. Do = 1,5 x Ds2+ 5 = (1,5 x 55) + 5 = 87,5 mm C. Tebal Naff. Δ = 0,44 x Ds2 = 0,44 x 55 = 24,2 mm.
3.3.2. Perhitungan Naff Roda Gigi Pada Poros Output. A. Panjang Naff L = (1,-2,2) x Ds2 = (Diambil 1,2 x Ds2 = 1,2 x 50 mm = 60 mm. B. Diameter Naff. Do = 1,5 x Ds2+ 5 = (1,5 x 50) + 5 = 80 mm. C. Tebal Naff. Δ = 0,44 x Ds2 = 0,44 x 50
3.4. BANTALAN (BEARING)
Bantalan merupakan tempat dudukan dari poros.Ukuran-ukuran bantalan dapat disesuaikan berdasarkan diameter poros.Dalam perancangan ini terdapat tiga buah bantalan yaitu : Bantalan poros input, Bantalan poros counter dan Bantalan poros output.
Gambar 3.4.. Bantalan
3.4.1. Bantalan Poros Input.
Ukuran-ukuran utama pada bantalan dapat dilihat pada table 4.9 untuk diameter poros 38 diperolh sebagai berikut :
Diameter dalam (d) = 38 mm.
Diameter luar (D) = 62 mm.
Tebal bantalan (B) = 14 mm.
Jari-jari (r) = 1,5 mm.
Kapasitas nominal dinamis spesifik (Co) = 740 kg
.
3.4.2. Bantalan Poros Counter,untuk diameter poros 55 mm.
Diameter dalam (d) = 55 mm.
Tebal bantalan (B) = 16 mm.
Jari-jari (r) = 1,5 mm.
Kapasitas nominal dinamis spesifik (Co) = 1430 kg.
3.4.3. Bantalan Poros Counter,untuk diameter poros 50 mm.
Diameter dalam (d) = 50 mm.
Diameter luar (D) = 80 mm.
Tebal bantalan (B) = 16 mm.
Jari-jari (r) = 1,5 mm.
Kapasitas nominal dinamis spesifik (Co) = 1430 kg.
Jenis Bantalan yang dipakai adalah,jenis terbuka 6009
Tabel 3.4.1. Ukuran-ukuran bantalan (Sularso,1997
Nomor bantalan Ukuran luar (mm) Kapasitas nominal dinamis spesifik C (kg) Kapasitas nominal statis spesifik Co (kg) Jenis terbuka Dua sekat Dua sekat tampak kontak d D B r 6000 6001 6002 6003 6004 6005 6006 6007 6008 6009 6010 6001ZZ 6002ZZ 6003ZZ 6004ZZ 6005ZZ 6006ZZ 6007ZZ 6008ZZ 6009ZZ 6010ZZ 6001VV 02VV 6003VV 04VV 05VV 6006VV 07VV 08VV 6009VV 10VV 10 12 15 17 20 25 30 35 40 45 50 26 8 28 8 32 9 35 10 42 12 47 12 55 13 62 14 68 15 75 16 80 16 0,5 0,5 0,5 0,5 1 1 1,5 1,5 1,5 1,5 1,5 360 400 440 470 735 790 1030 1250 1310 1640 1710 1296 229 263 296 465 530 740 915 1110 1320 1430
6200 6201 6202 6203 6204 6205 6206 6207 6208 6209 6210 6200ZZ 01ZZ 02ZZ 6203ZZ 04ZZ 05ZZ 6206ZZ 07ZZ 08ZZ 6209ZZ 10ZZ 6200VV 01VV 02VV 6203VV 04VV 05VV 6206VV 07VV 08VV 6209VV 10VV 10 12 15 17 20 25 30 35 40 45 50 30 9 32 10 35 11 40 12 47 14 52 15 62 16 72 17 80 18 85 19 90 20 1 1 1 1 1,5 1,5 1,5 2 2 2 2 400 535 600 750 1000 1100 1530 2010 2380 2570 2750 236 305 360 460 635 730 1050 1430 1650 1880 2100 6300 6301 6302 6303 6304 6305 6306 6307 6308 6309 6310 6300ZZ 01ZZ 02ZZ 6303ZZ 04ZZ 05ZZ 6306ZZ 07ZZ 08ZZ 6309ZZ 10ZZ 6300VV 01VV 02VV 6303VV 04VV 05VV 6306VV 07VV 08VV 6309VV 10VV 10 12 15 17 20 25 30 35 40 45 50 35 11 37 12 42 13 47 14 52 15 62 17 72 19 80 20 90 23 100 25 110 27 1 1,5 1,5 1,5 2 2 2 2,5 2,5 2,5 3 635 760 895 1070 1250 1610 2090 2620 3200 4150 4850 365 450 545 660 785 1080 1440 1840 3200 3100 3650
BAB IV
PERHITUNGAN RODA GIGI
4.1.PERHITUNGAN RODA GIGI
Gambar 4.1. Roda Gigi.
Untuk perancangan roda gigi ini telah diperoleh data-data sebagai berikut:
Daya (P) : 97 Ps. Putaran (n) : 6000 rpm.
4.1.1 Perhitungan clutch gear dan counter shaft drive gear’ Direncanakan : i = 2,645
z1 = 14 Gigi. n1 = 6000 rpm. Bahan roda gigi ST 34.
M = 3 . . . 45610 n z c xP mm. ( SULARS0 1987) Dimana : = 25 (Tabel 3.6) C = 55 kg/mm2 .
Tabel 4.1. Harga (Sukrisno,1984)
Cara pemasangan λ Dengan kolager dst Pemasangan teliti Pemasangan biasa Sampai 30 Sampai 25 Sampai 15 Maka M = 3 6000 14 55 25 4 , 160 45610 x x x x = 0,33 cm = 3,3 mm.
Besarnya modul yang dipakai disesuaikan berdasarkanharga modul standart JIS B 1701-1973 (Sularso,1997),dan didapat M = 3.3 mm.
Tabel 4.2. Harga modul standart (JIS 1701-1973)(Sularso,1997) Satuan (mm)
Seru ke-1 Seri ke-2 Seri ke-3 Seru ke-1 Seri ke-2 Seri ke-3 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,8 1 1,25 1,5 0,15 0,25 0,35 0,45 0,55 0,7 0,75 0,9 1,75 0,65 4 5 6 8 10 12 16 20 25 3,5 4,5 5,5 7 9 11 14 18 22 28 3,75 6,5
2 2,5 3 2,25 2,75 3,25 32 40 50 36 45
Keterangan : Dalam pemilihan utamakan seri ke-1: jika terpaksa baru dipilih dari seri 2 dan
ke-B. Jumlah gigi counter shaft Drive gear. i = 2 1 n n = 1 2 z z 2,65 = Gigi z 14 2 z2 = 2,645 x 14 Gigi. z2 =37.03. 2 1 n n = 1 2 z z n2= 2 1 1 z xn z = 2268,43 03 , 37 6000 14 x rpm. C. Lebar Gigi. b = x m 2 = 3.5 2 14 , 3 x mm = 5,495 mm.
D. Jarak bagi lingkar. t =
π
x m=10,99 mm.
E. Jarak sumbu poros. a = 2 ) ( z 1 z 2 m = 2 ) 37 14 ( 4 = 89,25 mm.
F. Diameter lingkar jarak bagi. d1 = i a z 1 .
Ratio perbandingan yang sebenarnya : i = 1 2 z z = 14 37 = 2,6 d1 = 6 , 2 1 25 , 89 2 x = 49,58 mm. d2 = 3 1 . . 2 i a d2 = 6 , 2 1 6 , 2 25 , 89 2 x x =128,91 mm G. Diameter luar. dk 1= (d1 + 2) . m = (49,58 + 2) . 3,3 = 170.21 mm. dk 2= (d2+ 2) . m = ( 128,91 +2) x 3.3 = 432,00 mm. H. Diameter Dalam. dd1= (d1 - 2,5) x m = (49,58 -2,5 ) .3,3,
= 155,36 mm.
dd2= (d2 - 2,5) x m = (128,91 -2,5 ) .3,3 = 417,15 mm.
I. Tinggi Kepala Gigi. hk = 1 x m
= 1 x 3.3 mm = 3.3 mm.
J. Tinggi Kaki Gigi(Dedendum) hf = 1,25 x m
= 1,25 x 3,3 = 4,125 mm.
4.1.2. Perhitungan Roda Gigi Pada Speed 1(First Sliding Gear) Berdasarkan Persamaan (2.18)(Sularso,1997),maka I dapat dihitung. i = 2 1 n n = 1 2 z z Dimana :
I = Ratio perbandingan gigi pada speed 1 n1 = Putaran counter.
n2 = Putaran poros output. Maka : 3,769 = 2 34 , 173 n n2 = 769 , 3 43 , 2268 n2 = 601,81 rpm
A. Diameter Lingkar Jarak Bagi. d1 = i a 1 . 2 = 37,42 769 , 3 1 26 , 89 2 x mm. d2 = i i a 1 . . 2 = 141,07 769 , 3 1 769 , 3 25 , 89 2 x x mm. B. Jumlah Gigi. Berdasarkan persamaan : m = z d Dimana : m = Modul
d = Diameter Lingkar Jarak bagi. z = Jumlah Gigi. z1 = m d 1 z1 = 3 , 3 42 , 37 = 11,33 = 12 Gigi. z2 = m d 2 z2 = 3 . 3 07 . 141 = 42,74= 43 Gigi. C. Diameter luar. dk 1= (d1 + 2) . m = (37 + 2) . 3,3 = 35,7 mm. dk 2 = (d2 + 2) . m = ( 141,07 +2 ) .3,3 = 138,57 mm..3.3 =457,28 mm
D. Diameter Dalam. dd1= (d1 - 2,5) x m = ( 37,42 - 2,5 ). 3.3 = 457,28 mm. dd2= (d2 - 2,5) x m = ( 141,07 -2,5 ) . 3.3 = 457.28 mm
E. Tinggi Kepala Gigi. hk = 1 x m
= 1 x 3.3mm = 3.3 mm.
F. Tinggi Kaki Gigi(Dedendum) hf = 1,25 x m = 1,25 x 3.2 = 4.125 mm. G. Lebar Gigi. b = x m 2 = 3,3 2 14 , 3 x mm = 5,181 mm.
H. Jarak bagi lingkar. t =
π
x m= 3,14 x 3.3 mm = 10,36 mm.
4.1.3. Perhitungan Roda Gigi Pada Speed 2(Second Gear And Second Sliding Gear),berdasarkan persamaan (2.18)(Sularso,1997),maka i dapat dihitung i = 2 1 n n = 1 2 z z Dimana :
i = Ratio perbandingan gigi pada speed 3 n1 = Putaran counter.
n2 = Putaran poros output. Maka : 2,645 = 2 43 , 2268 n n2 = 645 , 2 43 , 2268 n2 = 857,629 rpm
A. Diameter Lingkar Jarak Bagi. d1 = i a 1 . 2 = 4897,485 645 . 2 1 26 , 89 2 x mm. d2 = i i a 1 . . 2 = 129,52 645 . 2 1 769 , 3 25 , 89 2 x x mm. B. Jumlah Gigi. Berdasarkan persamaan : m = z d
Dimana :
m = Modul
d = Diameter Lingkar Jarak bagi. z = Jumlah Gigi. z1 = m d 1 z1 = 3 , 3 97 , 48 = 14,839 = 15 Gigi. z2 = m d 2 z2 = 3 . 3 52 , 129 = 39,24= 40 Gigi. C. Diameter luar. dk 1= (d1 + 2) . m = (48,97 + 2) . 3,3 = 45,67 mm. dk 2= (d2 + 2) . m = ( 129,52 +2 ) .3,3 = 434.01 mm D. Diameter Dalam. dd1= (d1 - 2,5) x m = ( 48,97 - 2,5 ). 3.3 = 153,35 mm. dd2 = (d2 - 2,5) x m = ( 129,52 -2,5 ) . 3.3 = 419,16 mm
E. Tinggi Kepala Gigi. hk = 1 x m
= 3.3 mm.
F. Tinggi Kaki Gigi(Dedendum) hf = 1,25 x m = 1,25 x 3.2 = 4.125 mm. G. JARAK SUMBU a = 2 ) 2 1 ( Z Z mx 2 ) 24 , 39 83 , 14 ( 3 , 3 x = 89,215 mm H. Lebar Gigi. b = x m 2 = 3,3 2 14 , 3 x mm = 5,181 mm.
H. Jarak bagi lingkar. t =
π
x m= 3,14 x 3.3 mm = 10,36 mm.
4.1.4. Perhitungan Roda Gigi Pada Speed 3(Second Gear And Second Sliding Gear),berdasarkan persamaan (2.18)(Sularso,1997),maka i dapat dihitung i = 2 1 n n = 1 2 z z Dimana :
i = Ratio perbandingan gigi pada speed 3 n1 = Putaran counter.
n2 = Putaran poros output. Maka :
1,376 = 2 43 , 2268 n n2 = 367 , 1 43 , 2268 n2 = 1646,56 rpm
A. Diameter Lingkar Jarak Bagi. d1 = i a 1 . 2 = 75,12 367 , 1 1 26 , 89 2
x mm. d2 = i i a 1 . . 2 = 103,37 367 , 1 1 769 , 3 25 , 89 2 x x mm. B. Jumlah Gigi. Berdasarkan persamaan : m = z d Dimana : m = Moduld = Diameter Lingkar Jarak bagi. z = Jumlah Gigi. z1 = m d 1 z1 = 3 , 3 12 , 75 = 25,04 Gigi. z2 = m d 2 z2 = 3 . 3 37 , 103 = 34.12 Gigi.
C. Diameter luar. dk 1= (d1 + 2) . m = (75,12 + 2) . 3,3 = 254,49 mm. dk 2= (d2 + 2) . m = ( 103,37 +2 ) .3,3 = 347.72 mm D. Diameter Dalam. dd1= (d1 - 2,5) x m = ( 75,12 - 2,5 ). 3.3 = 239,64 mm. dd2= (d2 - 2,5) x m = ( 103,37 -2,5 ) . 3.3 = 332,64 mm
E. Tinggi Kepala Gigi. hk = 1 x m
= 1 x 3.3mm = 3.3 mm.
F. Tinggi Kaki Gigi(Dedendum) hf = 1,25 x m = 1,25 x 3.2 = 4.125 mm. G. JARAK SUMBU a = 2 ) 2 1 ( Z Z mx 2 ) 12 . 341 04 . 25 ( 3 , 3 x = 604,16 mm
H. Lebar Gigi. b = x m 2 = 3,3 2 14 , 3 x mm = 5,181 mm.
H. Jarak bagi lingkar. t =
π
x m= 3,14 x 3.3 mm = 10,36 mm.
4.1.5. Perhitungan Roda Gigi Pada Speed 4(Second Gear And Second Sliding Gear),berdasarkan persamaan (2.18)(Sularso,1997),maka i dapat dihitung i = 2 1 n n = 1 2 z z Dimana :
i = Ratio perbandingan gigi pada speed 3 n1 = Putaran counter.
n2 = Putaran poros output. Maka : 1,000 = 2 43 , 2268 n n2 = 000 , 1 43 , 2268 n2 = 2268,43 rpm
A. Diameter Lingkar Jarak Bagi. d1 = i a 1 . 2 = 89.25 000 , 1 1 26 , 89 2
x mm.d2 = i i a 1 . . 2 = 89,25 000 , 1 1 769 , 3 25 , 89 2 x x mm. B. Jumlah Gigi. Berdasarkan persamaan : m = z d Dimana : m = Modul
d = Diameter Lingkar Jarak bagi. z = Jumlah Gigi. z1 = m d 1 z1 = 3 , 3 25 , 89 = 27,04 Gigi. z2 = m d 2 z2 = 3 . 3 25 . 89 = 27.04 Gigi. C. Diameter luar. dk 1= (d1 + 2) . m = (89,25 + 2) . 3,3 = 301,12 mm. dk 2= (d2 + 2) . m = ( 89,25 +2 ) .3,3 = 301,12 mm
D. Diameter Dalam. dd1= (d1 - 2,5) x m = (89,25 - 2,5 ). 3.3 = 286,27mm. dd2= (d2 - 2,5) x m = ( 89,25 -2,5 ) . 3.3 = 286,27 mm
E. Tinggi Kepala Gigi. hk = 1 x m
= 1 x 3.3mm = 3.3 mm.
F. Tinggi Kaki Gigi(Dedendum) hf = 1,25 x m = 1,25 x 3.2 = 4.125 mm. G. JARAK SUMBU a = 2 ) 2 1 ( Z Z mx 2 ) 04 , 27 04 , 27 ( 3 , 3 x = 89,23 mm H. Lebar Gigi. b = x m 2 = 3,3 2 14 , 3 x mm = 5,181 mm.
H. Jarak bagi lingkar. t =
π
x m4.1.6. Perhitungan Roda Gigi Pada Speed 5(Second Gear And Second Sliding Gear),berdasarkan persamaan (2.18)(Sularso,1997),maka i dapat dihitung. i = 2 1 n n = 1 2 z z Dimana :
i = Ratio perbandingan gigi pada speed 5 n = Putaran counter.
n2 = Putaran poros output. Maka : 0,838 = 2 34 , 173 n n2 = 838 , 0 34 , 173 n2 = 2068,42 rpm
A. Diameter Lingkar Jarak Bagi. d1 = i a 1 . 2 = 121,87 838 , 0 1 112 2 x mm. d2 = i i a 1 . . 2 = 102,13 838 , 0 1 838 , 0 112 2 x x mm B. Jumlah Gigi. Berdasarkan persamaan : m = z d Dimana : m = Modul
d = Diameter Lingkar Jarak bagi. z = Jumlah Gigi.
z1 = m d 1 z1 = 4 87 , 121 = 30,47 = 31 Gigi. z2 = m d 2 z2 = 4 13 , 102 = 25,53 = 26 Gigi. C. Diameter luar. dk 1= d1 + 2.m = 121,87 + (2 x 4) = 129,87 mm. dk 2= d2 + 2.m = 120,13 – (2 x 4) = 112,13 mm. D. Diameter Dalam. dd1= d1 - 2,5 x m = 121,87 – (2,5 x 4) = 111,87 mm. dd2= d2 - 2,5 x m = 102,13 – (2,5 x 4) = 92,13 mm
E. Tinggi Kepala Gigi. hk = 1 x m
= 1 x 4 mm = 4 mm.
F. Tinggi Kaki Gigi(Dedendum) hf = 1,25 x m
= 1,25 x 4 = 5 mm. G. Lebar Gigi. b = x m 2 = 4 2 14 , 3 x mm = 6,283 mm.
H. Jarak bagi lingkar. t =
π
x m= 3,14 x 4 mm = 12,56 mm
BAB V
PERHITUNGAN TEMPERATUR
5.1. Perhitungan Temperatur
Elemem-elemen mesin antara poros dan bantalan, antara roda gigi yang sedang berputar dan saling bergesekan akan menimbulkan panas, panas tersebut menambah temperatur bahan. Pada bagian ini dapat di ketahui dengan menghitung luas penampang dari roda gigi dan temperatur kerjanya.
Ag NG T . . 632
Dimana : T = Penambah temperatur NG = Daya gesek (Hp)
Ag = Luas bidang (dimana panas di keluarkan “m2 ”
= Faktor pemindah yang besarnya tergantung luas penampang dari
kecepatan rata-rata (kkal/m0C)
Gaya gesek ini merupakan momen torsi yang timbul akibat putaran roda gigi yang besar yaitu :
NG = 75
.n Mr
Dimana : n = Putaran
Mr = Momen torsi pada roda gigi = Fb . Fk . Rm
Fb = 958,41
Fk = Koefisien gerak kinetis Rm = Radius bidang gesek
=
4
0 DI
D
Untuk pasangan roda gigi :
Luas penampang gesek :
Ag ( ) (2. . . ) 4 1 1 1 2 1 2 1 1 Do Ds b h Z
Dimana : Do1 = diameter luar roda gigi = 170.21mm
Ds1 = diameter dalam roda gigi = 155,36 mm
b1 = lebar gigi = 20,724 mm
Z1 = jumlah gigi = 14 gigi
h1 = tinggi gigi = 7,425 mm
Maka Luas Penampang Pada Main Shaft Gear I ;
) 14 . 425 , 7 . 724 , 20 . 2 ( ) 36 , 155 21 , 170 ( 4 2 2 1 Ag 2 019 , 9144 mm
Radius bidang geser : Rm = 4 1 D Do = 4 36 , 155 21 , 170 =81,39mm
Daya gesek yang terjadi :
75 60 / . . . Fb Rmn Fk Ng 60 / 6000 . 39 , 81 . 41 , 958 . 02 , 0 = 155,26 Dk Kecepatan rata-rata : V 60 . . . 2 1 Rm n ...( 6.5 )
60 018 , 0 . 6000 . . 2 s m/ 86 , 50 V m/s (kkal/m 2 °C) 0 5 10 15 20 25 35 40 50 55 60 4,5 24 46 57 62 72 90 102 120 125 130 Maka : V 50,86m/s
1 sehingga harga dapat di cari dengan cara interpolasi
125 114
50 55 86 , 50 55 125
x C m kkal / 20 89 , 115 Dari tabel diatas di peroleh harga yang mendekati dengan harga V 115,89kkal /m 1
Luas permukaan roda gigi counter shaft I : ) . . . 2 ( ) ( 4 1 1 1 2 2 1 Do ds b h Zc Agc ...( 6.6 ) ) 43 . 24 , 7 . 724 , 20 . 2 ( ) 36 , 155 21 , 170 ( 4 2 2 2 42 , 14192 mm
Luas penampang total yang bergerak : 1
1
c tot Ag Ag
A ...( 6.7 ) 224 , 1419 4 , 91
2
64 ,
1510 cm
Maka temperatur akibat gaya gesek yang terjadi adalah :
4 10 64 , 1510 . 172 , 68 26 , 155 . 15 . 632 x T
...( 6.8 ) C 0 28 , 95 Temperatur kerja (TK) : Tk toT 1 ...( 6.9 ) = 38 + 95,28 C 0 28 , 133 Temperatur yang di izinkan pada metal of Surface Friction antara kerja dengan baja yaitu : 2500C . Dengan demikian pasangan roda gigi aman.
) 28 , 133 250 (Tk izin Tk 0C 0 C 0C
Luas Penampang Roda Gigi Main Shaft II : ) . . . 2 ( ) ( 4 2 2 2 2 2 2 Do ds b h Z Ag ...( 6.10 ) ) 14 . 425 , 7 . 724 , 20 . 2 ( ) 67 , 45 35 , 153 ( 4 2 2 2 74 , 6434 mm
Radius bidang geser :
4 . 2 2 2 2 C Do Do Rm ...( 6.11 ) 4 16 , 419 35 , 153 mm 12 , 143
75 60 / . . . Fb Rmn Fk Ng ...( 6.12 ) 75 60 / 6000 . 12 , 143 . 67 , 29 . 02 , 0 Dk 23 , 113 Dimana : Fb = 113,32 Dk (diambil) Kecepatan rata-rata (V) : V 60 . . . 2 2 Rm n ...( 6.13 ) 60 10 12 , 143 .. 6000 . . 2 3
x s m/ 87 , 89 Maka V 89,87m/s2 ,sehingga harga dapat di cari dengan cara interpolasi :
169 158
85 90 87 , 89 90 169
C m kkal / 20 71 , 168 Luas permukaan roda gigi counter shaft II : ) . . . 2 ( ) ( 4 2 2 2 2 2 2 2 2 Do ds b h Zc Agc ...( 6.14 ) ) 39 . 25 , 7 . 742 , 20 . 2 ( ) 16 , 419 10 , 434 ( 4 2 2 2 57 , 6100 mm
Luas penampang total yang bergerak :
Atot Ag 2 Agc2 ...( 6.15 )
57 , 6100 74 , 6434 2 311 , 12535 mm
4 10 146 . 71 , 168 3 , 1132 . 28 . 632 x T ...( 6.16 ) = 198,39 c Temperatur Kerja (TK) : Tk 2 = to + T ...( 6.17 ) = 38 + 198,38 = 236,390C (Tk izin Tk izin 0C 0 C 0C 2 236,39 250 )
Luas Penampang Roda Gigi Main Shaft III : ) . . . 2 ( ) ( 4 3 3 3 2 2 3 3 Do ds b h Z Ag ...( 6.18 ) ) 25 . 25 , 7 . 724 , 20 . 2 ( ) 64 , 239 49 , 245 ( 4 2 2 2 47 , 11657 mm
Radius bidang geser :
4 . 3 3 3 3 C Do Do Rm
...( 6.19 ) 4 72 , 347 49 , 254 mm 55 , 150 Daya gesek yang terjadi :
75 60 / . . . Fb Rmn Fk Ng ...( 6.20 ) 75 60 / 6000 . 35 , 150 . 57 , 116 . 02 , 0 Dk 36 , 467 Kecepatan rata-rata (V) ; 60 . . . 2 3 Rm n V ...( 6.21 )
60 55 , 150 . 6000 . . 2 s m/ 51 , 94 Maka V 94,514m/s
3 , sehingga harga dapat di cari dengan cara interpolasi ;
172 169
90 95 51 , 94 95 172
x C m kkal / 20 70 , 171 Luas permukaan roda gigi counter shaft III : ) . . . 2 ( ) ( 4 3 3 3 2 3 2 3 3 Do ds b h Zc Agc ...( 6.22 ) ) 31 . 25 , 7 . 724 , 20 . 2 ( ) 87 , 332 72 , 347 ( 4 2 2 2 77 , 15252 mm
Luas penampang total yang bergerak :
3 3 Agc Ag Atot ...( 6.23 ) 72 , 347 49 , 254 2 55 , 150 mm
Maka temperatur akibat gaya gesek yang terjadi adalah :
55 , 150 . 95 , 95 36 , 467 . 632
T ...( 6.24 ) C 0 39 , 114 Temperatur Kerja (TK) Tk 3 = to + T ...( 6.25 ) = 38+ 114,39 = 153,390C(Tk izin Tk izin 153,390C 0 C 250 C
3 )
Luas Penampang Roda Gigi Main Shaft IV :
) . . . 2 ( ) ( 4 4 4 4 2 4 2 4 4 Do ds b h Z Ag ...( 6.26 ) ) 27 . 425 , 7 . 724 , 20 . 2 ( ) 27 , 286 12 , 301 ( 4 2 2 2 14 , 1337 mm
Daya gesek yang terjadi ;
75 60 / . . . Fb Rmn Fk Ng ...( 6.27 ) 75 60 / 6000 .. 55 , 150 . 57 , 116 . 02 , 0 Dk 36 , 467 Dimana : Fb = 467,36 Dk (diambil) Kecepatan rata-rata (V) : 60 . . . 2 4 Rm n V ...( 6.28 ) 60 28 . 60 / . 6000 . . 2 s m/ 168 , 36
Maka V 4 36,168m/ s, sehingga harga dapat di cari dengan cara interpolasi :
) 96 104 ( 35 49 168 , 36 40 96
x C m kkal / 20 868 , 89 ) . . . 2 ( ) ( 4 4 4 4 2 4 2 4 4 Do ds b h Zc Agc ...( 6.29 ) ) 24 . 5 , 4 . 12 . 2 ( ) 27 , 286 12 , 301 ( 4 2 2 2 14 , 13370 mm
Luas penampang total yang bergerak : 3 3 Agc Ag Atot ...( 6.30 ) 70 , 133 , 70 , 133 2 6 , 105 cm Temperatur Kerja (TK) : Tk 4 = to + T ...( 6.31 ) = 38 + 89,868 = 127,860C (Tk izin Tk izin 0C 0C 3 127,86 250 )
BAB VI
SISTEM PELUMASAN
6.1. Pelumasan
Pelumasan berguna untuk mengurangi panas yang timbul dan memperkecil keausan serta mengurangi suasana berisik pada elemen mesin yang mengalami gesekan.
Setiap pelumasan yang baik serta pemakaian pelumas yang tepat akan menentukan umurnya,baik panjang maupun pendek umur mesin tersebut. Untuk mendapatkan minyak pelumasan yang tepat dapat dicari besarnya kerja rata -rata yaitu :
TK rata-rata
4 4 3 2 1 Tk Tk Tk Tk ...( 7.1 )
4 03 , 173 9 , 153 92 , 150 28 , 133 C 0 62 , 152 ) 32 762 , 152 ( 5 / 9 F 0 37 , 332 Untuk menentukan Viscositas (kekentalan) absolut minyak pelumas :
S S Z Pr 0,22. 180 ...( 7.2 )Dimana : S = Sat bolt Universal second (viskosisi) = direncanakan 33
Pr = berat jenis pelumas pada temperatur 0F =
0,8940,000356
332,37600 F ) = 0,7940F Z =
33 180 33 22 , 0 794 , 0 X X =1,433 CP Maka SAElog= 4−2,5
4 − 0 = (
log50−log
log50−log20 )
Log SAE = (log 50 – 0,375) x 0,176 SAE = 42,95
BAB VII
KESIMPULAN DAN SARAN
7.1. KESIMPULAN
Dari hasil perhitungan dalam perancangan ulang roda gigi lurus ini dapat di ambil kesimpula-kesimpulan sebagai berikut:
A. Dari perhitungan poros di peroleh ukuran-ukuran poros:
»Diameter poros input (Ds1) : 38 mm.
»Putaran (n) : 5200 rpm.
»Daya yang di rencanakan (Pd) : 129,68 Kw.
»Torsi rencana (T) : 24290,703 Kg.mm.
»Tegangan geser ( a) : 4,365 kg/mm².
B. Dari perhitumgan poros counter (counter shaft).
»Daya yang di rencanakan (Pd) :129,68 KW.
»Putaran (n) : 2000 rpm.
»Torsi rencana (T) : 63155,815 Kg.mm.
»Diameter poros (Ds : 55 mm.
»Kekuatan poros ( ) : 1,935 Kg/mm².
»Tegangan geser izin : 4,365 Kg/mm².
C. Dari perhitungan poros output.
»Daya yang di rencanakan (Pd) : 129,68 Kw.
»Putaran (n) : 2386,64 rpm.
»Torsi rencana (T) : 52924,45 Kg.mm.
»Diameter poros (Ds2) : 50 mm.
»Kekuatan poros ( ) : 2,159 Kg/mm².
»Gaya tangent sial pada poros (F) :971,628 Kg. »Tekanan permukaan yang di izinkan (Pa) : 10 Kg.
»Panjang spline (L) : 19,43 mm.
»Tegangan geser yang di izinkan ( ka) : 7,05 Kg/mm².
»Tegangan geser yang terjadi ( k) : 7,05 Kg/mm².
»Jumlah spline (n) : 30 buah.
»lebar spline ( ) : 2,82 mm.
E. Dari perhitungan naff .
»Panjang naff (L) : 54 mm.
»Diameter naff ( d) : 72,5 mm.
»Tebal naff ( ) : 19,8 mm.
F. Dari perhutungan roda gigi.
01.Perhitungan poros kopling (Cluth gear)
»Putaran (n) : 5200 rpm.
»Ratio kecepatan (i) : 2,645 rpm.
»Modul (M) : 4 mm.
»Jumlah gigi (z) : 42 gigi.
»Lebar gigi (b) :12,56 mm.
»Diameter luar (dk1) : 64 mm.
»Tinggi kepala (hk) : 4 mm.
»Tinggi kaki (hf) ; 5 mm.
02.Dari perhitungan roda gigi pada speed satu (first gear) Roda gigi L dan M.
»Putaran (n) : 459,89 rpm.
»Modul (M) : 4 mm.
»Jumlah gigi (Z1) : 12 gigi.
»Jumlah gigi (Z2) : 45 gigi.
»Diameter dalam (dd1) : 36,97 mm.
»Diameter dalam (dd2) : 167,03 mm.
»Tinggi kepala gigi (hk) : 4 mm.
»Tinggi kaki (hf) : 5 mm.
»Jumlah gigi limgkar (t) : 12,57 mm.
»Lebar gigi (b) : 6,28 mm.
03.Dari perhitungan roda gigi pada speed dua (scond gear) Roda gigi I dan J.
»Putaran (n) : 655,32 rpm.
»Modul (M) : 4 mm.
»Jumlah gigi (Z1) : 16 gigi.
»Jumlah gigi (Z2) : 41 gigi.
»Diameter luar (dk1) : 69,45 mm.
»Diameter luar (dk2) : 170,54 mm.
» Diameter dalam (dd1) : 51,45 mm. »Diameter dalam (dd2) : 152,54 mm.
»Tinggi kepala gigi (hk) : 4 mm.
»Tinggi kaki (hf) : 5 mm.
»Lebar gigi (b) : 6,28 mm.
04.Dari perhitungan roda gigi pada speed tiga (Third gear) Roda gigi E dan F.
»Putaran (n) : 1259,69 rpm.
»Modul (M) : 4 mm.
»Jumlah gigi (Z1) : 24 gigi.
»Jumlah gigi (Z2) : 33 gigi.
»Diameter luar (Dk1) : 102,28 mm.
»Diameter luar (Dk2) : 137,72 mm.
»Diameter dalam (dd1) : 84,28 mm.
»Tinggi kepala gigi (hk) : 4 mm.
»Tinggi kaki (hf) : 5 mm.
»Lebar gigi (b) : 6,28 mm.
»Jarak bagi lingkar (t) : 12,56 mm.
05.Dari perhitungan roda gigi pada speed empat (Fourth gear) Roda gigi C dan D.
»Putaran (n) : 1733,34 rpm.
»Modul (M) : 4 mm.
»Jumlah gigi (Z1) : 28 gigi.
»Jumlah gigi (Z2) : 28 gigi.
»Diameter dalam (dd1) : 102 mm.
»Diameter dalam (dd2) : 102 mm.
»Diameter luar (Dk1) : 120 mm.
»diameter luar (Dk2) : 120 mm.
»Tinggi kepala gigi (hk) : 4 mm.
»Tinggi kaki (hf) : 5 mm.
»Lebar gigi (b) : 6,28 mm.
»Jarak bagi lingkar (t) : 12,56 mm.
06.Dari peehitungan roda gigi pada speed lima(Five gear)
»Putaran (n) : 2068,42 rpm. »Modul (M) : 4 mm »Jumlah gigi (Z1) : 31 mm. »Jumlah gigi (Z2) : 26 mm. »Diameter luar (Dk1) : 129,87 mm. »Diameter luar (Dk2) : 110,13 mm.
»Tinggi kepala gigi (hk) : 4 mm.
07.Dari perhitungan bantalan poros input
»Diameter dalam (d) : 38 mm.
»Diameter luar (D) : 62 mm.
»Tebal bantalan (b) : 14 mm.
»Jari-jari bantalan (r) : 1,5 mm.
»Kapasitas nominal dinamis spesifik (Co) : 915 Kg.
G. Dari perhitungan bantalan poros counter shaft
»Diameter dalam (d) : 55 mm.
»Diameter luar (D) : 80 mm.
»Tebal bantalan (b) : 16 mm.
»Jari-jari bantalan (r) : 1,5 mm.
»Kapasitas nominal dinamis spesifik (Co) : 1430 Kg.
H. Dari perhitungan bantalan poros input .
»Diameter dalam (d) : 50 mm.
»Diameter luar (D) : 80 mm.
»Tebal bantalan (b) : 16 mm.
»Jari-jari bantalan (r) : 1,5 mm.
»Kapasitas nominal dinamis spesifik (Co) : 1430 Kg.
7.2 SARAN
Adapun saran yang dapat penulis utarakan kepada para pembaca yang sifatnya membangun yaitu:
Hendaknya dalam penulisan tugas rancangan atau karya ilmiah lainya,kiranya para penulis lebih memperhatikan tata cara penulisan dan menyesesuaikanya dengan standart penulisan karya ilmiah.Agar isi karya ilmiah
tersebut mempunyai mutu lebih di samping mutu isi karya ilmiah yang sudah ada.
Dan kepada para pembaca yang baik,agar nantinya jangan menyobek/mengoyak dan juga mengurangi isi dari tugas rancangan ini,mungkin nantinya tugas rancangan ini akan berguna bagi orang lain yang memerlukan,untuk yang menjaga dan merawat karya ilmiah/tugas rancangan ini saya ucapkan terima kasih.
