NASKAH PUBLIKASI ILMIAH Rancang Bangun Software Desain Roda Gigi Lurus Menggunakan Microsoft Visual Basic 2010 Express.

NASKAH PUBLIKASI ILMIAH

RANCANG BANGUN SOFTWARE DESAIN RODA GIGI

LURUS

MENGGUNAKAN MICROSOFT VISUAL BASIC

2010 EXPRESS

Disusun Untuk Memenuhi Tugas dan Syarat - Syarat Guna Memperoleh Gelar Sarjan Teknik (S1) Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik

Universitas Muhammadiyah Surakarta

Disusun Oleh :

DANU SONDANG WIDAGDA

D 200 07 0020

JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SURAKARTA

Rancang Bangun Software Desain Roda Gigi Lurus

Menggunakan Microsoft Visual Basic 2010 Express

Danu Sondang Widagda, Supriyono, Wijianto Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Surakarta Jl. A. Yani Tromol Pos I Pabelan, Kartasura

Email : darroes@gmail.com

ABSTRAKSI

Dalam setiap konstruksi permesinan, pasti terdapat roda gigi didalamnya sebagai suatu penerus serta mereduksi putaran yang tinggi dari mesin menuju roda. Roda gigi perlulah diperhitungkan berapa daya dan putaran mesin yang akan diteruskan ke roda, hal ini untuk menentukan dimensi serta umur dari roda gigi itu sendiri. Ketika menghitung secara manual akan memakan banyak waktu mengingat banyaknya hal yang perlu diperhitungkan, belum lagi faktor human error

yang memang menjadi kekurangan manusia.

Dalam perancangan software ini digunakan bahasa pemrograman visual basic 2010 express. Dengan target software yang bekerja pada komputer bersistem operasi windows 7. Perancangan difokuskan pada fungsinya sebagai software penghitung untuk desain roda gigi lurus. Untuk hasil dari perancangan dilakukan validasi data dari dua sumber buku yaitu Sularso dan Suga K (1979) “Dasar Perencanaan dan Pemilihan Elemen Mesin” dengan Khurmi R.S. dan Gupta J.K (2005) “A Textbook Of

Machine Design (S.I. Unit)”.

Dari hasil validasi pada buku Sularso dan Suga K (1979) “Dasar Perencanaan dan Pemilihan Elemen Mesin” untuk roda gigi menunjukkan bahwa ada kesamaan hasil antara data validasi dengan data software, yaitu untuk diameter jarak bagi roda gigi pinion 80 mm dan diameter jarak bagi roda gigi besar 324 mm, serta lebar sisi roda gigi 36,8 mm yang data-data tersebut memenuhi syarat aman. Begitu pula untuk validasi dari buku Khurmi R.S. dan Gupta J.K (2005). “A Textbook Of Machine Design (S.I.

Unit)” terdapat kesamaan hasil antara data validasi dengan data software,

yaitu diameter jarak bagi roda gigi pinion 120 mm dan diameter jarak bagi roda gigi besar 360 mm yang data-data tersebut memenuhi syarat aman.

A. PENDAHULUAN

1. LATAR BELAKANG

Dewasa ini kemajuan teknologi semakin pesat, terbukti dengan adanya penemuan-penemuan baru dalam berbagai bidang. Dalam bidang otomotif contohnya mobil bertenaga penggerak listrik, bidang energi alternatif contohnya solar sel yang merubah panas yang dipancarkan matahari menjadi energi listrik, dalam bidang komputasi contohnya software seperti anti virus yang melakukan update setiap minggunya.

Sebagai mahasiswa yang masih aktif menuntut ilmu dibangku perkuliahan, kini tantangannya adalah bagaimana cara untuk mengikuti perkembangan zaman yang cepat ini, mahasiswa teknik khususnya sebagai pemegang peranan penting dalam perkembangan teknologi yang semakin cepat ini.

Berbeda dalam dunia industri, tantangan dalam dunia industri adalah bagaimana membuat sebuah produk dengan efisiensi maksimal serta ekonomis, sehingga tercapai keuntungan yang besar pula bagi para pekerja yang berkerja didalamnya. Sebuah produk yang efisien perlulah dikonsep dengan jelas, mulai dari pemilihan bahan yang akan dipakai, perhitungan kekuatannya, serta biaya produksinya jika dikerjakan massal. Dengan melakukan perhitungan yang teliti diharapkan mampu mengurangi kesalahan dalam proses produksinya. Tetapi akan menyita banyak waktu jika perhitungan ini dilakukan secara manual. Sehingga sebagai mahasiswa yang masih aktif perlulah menjawab persoalan yang terjadi dilapangan semacam ini.

Dalam setiap konstruksi permesinan, pasti terdapat roda gigi didalamnya sebagai suatu penerus serta mereduksi putaran yang tinggi dari mesin sebelum diteruskan kebagian yang lain. Roda gigi perlulah diperhitungkan berapa daya dan putaran mesin yang akan diteruskan ke roda, hal ini untuk menentukan dimensi serta umur dari roda gigi itu sendiri. Ketika menghitung secara manual akan memakan banyak waktu mengingat banyaknya hal yang perlu diperhitungkan.

Diharapkan dengan bantuan komputasi rancang bangun software desain roda gigi lurus menggunakan visual basic 2010 express, akan membantu perancangan roda gigi lurus khususnya dalam bidang permesinan.

2. TUJUAN PERANCANGAN

Tujuan dari perancangan ini, yaitu membuat sebuah software komputer untuk mendesain roda gigi lurus yang berjalan di Sistem Operasi Windows 7.

B. TINJAUAN PUSTAKA DAN LANDASAN TEORI 1. TINJAUAN PUSTAKA

komputer dapat membantu dalam mendesain roda gigi agar lebih cepat, dapat dioperasikan dengan mudah, dan bebas dari kesalahan.

Nordiana, Ogbeide, Ehigiamusoe dan Anyasi (2007) dalam sebuah journal berjudul “Computer Aided Design of a Spur Gear”. Sebuah model keandalan roda gigi lurus saat dirancang dengan repetitif dan rutin dapat dilakukan dengan bantuan komputer. Dimana hal ini melibatkan desain, kajian dan evaluasi, menghasilkan gambar desain yang akurat dan efisien, memberikan penghematan substantial dalam waktu dan biaya produksi.

2. LANDASAN TEORI a. Roda Gigi Lurus

Menurut Sularso (1979) guna mentransmisikan daya besar dan putaran yang tepat, kedua roda tersebut harus dibuat bergigi pada kelilingnya sehingga penerusan daya dilakukan oleh gigi kedua roda yang saling berkait. Roda gigi semacam ini, yang dapat berbentuk silinder atau kerucut, disebut roda gigi.

Elemen-elemen dasar yang mempengaruhi analisa roda gigi lurus, beberapa diantaranya :

i). Perbandingan Reduksi =

Dimana :

= Perbandingan reduksi = Jumlah gigi roda gigi 1

= Daya yang ditransmisikan (kW) iv). Diameter Jarak Bagi

= . Dimana :

= Diameter jarak bagi (mm) = Modul

= Jumlah gigi roda gigi v). Kecepatan Keliling

Dimana :

= Kecepatan keliling (m/s) = Diameter jarak bagi 1 (mm) = Putaran yang diteruskan (rpm) vi). Gaya Tangensial

%& = Tegangan lentur yang diijinkan (kg/mm)

= Modul

' = Faktor bentuk gigi = Faktor dinamis

ix). Beban Permukaan yang diijinkan

() = *( .

( = Beban permukaan yang diijinkan (kg/mm)

'/ = Faktor siklus berdasarkan kekerasan brinell

= Faktor Koreksi :; = Faktor temperatur

:< = Faktor ketidak mampuan

%₆₇₆₈ = Kekerasan brinell yang diijinkan

= = Nilai kekerasan brinell yang diijinkan (MPa) xii). Estimasi Waktu

>

5.? _{BC .8 .D}8@A

Dimana :

>5. = Estimasi waktu (jam)

EA = Nilai beban setiap putaran dalam factor '/

= Putaran mesin (rpm)

F = Nilai beban dalam satu kali putar

b. Poros

Poros merupakan salah satu bagian yang terpenting dari setiap mesin. Hampir semua mesin meneruskan tenaga bersama-sama dengan putaran. Peranan utama dalam transmisi seperti itu dipegang oleh poros

Elemen-elemen dasar yang mempengaruhi analisa poros, beberapa diantaranya: iii). Tegangan Geser yang diijinkan

v). Tegangan Geser yang terjadi

Pasak merupakan suatu elemen yang dipakai untuk menetapkan bagian-bagian mesin seperti roda gigi, sprocket, pulley atau kopling pada poros. Momen diteruskan dari poros ke naf atau dari naf ke poros. Fungsi yang serupa dengan pasak adalah seplain atau poros yang bergigi.

Elemen-elemen dasar yang mempengaruhi analisis pasak, beberapa diantaranya :

i). Gaya Tangensial = ; . ii). Tegangan Geser

MZ = _{$ .[},- iii). Tegangan Geser yang diijinkan

MZ&= _{P0 .P0}5O

Dimana :

MZ& = tegangan geser yang diijinkan (kg/mm2)

Elemen-elemen yang mempengaruhi analisis bantalan

Pr = beban ekuivalen dinamis (kg) X = nilai pada faktor X

C = beban nominal statik dinamis (kg) Pr = beban ekuivalen dinamis (kg)

e. Bahasa Visual Basic 2010 Express

Menurut Edy Winarno dan Ali Zaki (2010), visual basic adalah bahasa pemrograman klasik, legendaris, dan tiada duanya yang paling banyak dipakai oleh programmer di dunia. Bahasa ini dipakai oleh jutaan programmer, dan tercatat sebagai program yang paling dikuasai oleh mayoritas orang.

i). Variabel

Variabel ibarat tempat untuk menyimpan data dalam format tertentu. Nilai dalam variable bisa diganti-ganti sesuai kebutuhan. Cara penulisan variable di visual basic harus dipahami mengingat pentingnya peran variable dalam sebuah program, hampir tidak mungkin membuat program yang tidak melibatkan variable didalamnya.

ii). Operator Aritmatika

Operator aritmatika berfungsi melakukan operasi aritmatika terhadap operand-operand yang ada.

iii). Statement

Blok statement yang menggunakan kondisional disebut struktur pengambilan keputusan. Struktur ini menentukan bagian mana dari program yang dieksekusi dengan syarat memenuhi statement kondisional yang digunakan.

C. METODE PERANCANGAN 1. Peralatan dan Pendukung

Dalam pembuatan rancang software desain roda gigi lurus dengan menggunakan bahasa pemrograman Visual Basic 2010 Express membutuhkan perangkat keras (Hardware) dan perangkat lunak (Software).

Adapun Hardware dan Software yang digunakan adalah : a. Perangkat keras (Hardware)

Seperangkat laptop dengan spesifikasi :

i). Processor Intel® _CoreTM _{i3-350M processor 2,26 GHz.} ii). VGA Intel® HD Graphics.

iii). RAM 2 GigaByte DDR3. iv). Hard disk 320 GigaByte. b. Perangkat lunak (Software)

Perangkat lunak yang digunakan untuk membuat aplikasi system informasi ini adalah :

i). Sistem Operasi Windows 7 Ultimate 32-bit. ii). Microsoft Visual Basic 2010 Express. iii). Net Framework 4.0.

D. HASIL DAN PEMBAHASAN

Dari perancangan software diperoleh hasil sebagai berikut : 1. Form Interface software (tab poros)

Dalam tab poros pengguna perlu memasukkan beberapa data sebelum mendapatkan hasil perencanaan poros dan pasak, data tersebut antara lain daya motor, putaran mesin in, putaran reduksi 1 dan 2, bahan poros, bahan pasak, faktor koreksi, faktor permukaan, faktor tumbukan, dan faktor kelenturan.

Semua data diatas dibutuhkan untuk menghitung daya rencana, torsi rencana, tegangan geser yang diijinkan, diameter rencana, dan tegangan geser yang terjadi.

2. Form interface software (tab roda gigi 1 dan tab roda gigi 2)

Gambar 2. Form interface software Gambar 3. Form interface software (tab roda gigi 1) (tab roda gigi 2)

Dalam tab pasangan roda gigi 1 dan 2, pengguna perlu memasukkan data berupa daya motor, putaran mesin in, putaran reduksi 1 dan 2, jumlah gigi pasangan 1 dan 2, faktor koreksi, dan bahan roda gigi.

Data diatas digunakan untuk mendapatkah diameter jarak bagi, diameter kepala, diameter lingkar dalam, diameter kaki, perbandingan reduksi, jarak sumbu poros, faktor kelonggaran puncak, kecepatan keliling, gaya tangensial, faktor dinamis, beban lentur yang diijinkan, lebar sisi, dan umur roda gigi.

3. Form interface software (tab bantalan)

Gambar 4. Form interface software (tab bantalan)

Dalam tab bantalan pengguna perlu merencanakan poros terlebih dahulu, serta perlu memasukkan beberapa data lain seperti nomor bantalan yang akan dipakai.

4. Form interface sotware (tab ilustrasi hasil)

Gambar 5. Form interface software (tab ilustrasi hasil)

Dalam tab ilustrasi hasil berisi ilustrasi susunan roda gigi, dimensi dari pasangan roda gigi 1 dan pasangan roda gigi 2.

Adapun dalam menu bar “Lihat” > “Rujukan” menampilkan informasi data rujukan perencanaan yang dapat membantu dalam mempertimbangkan data-data yang lain seperti berikut ini :

Gambar 6. Form interface software (lihat rujukan) Data-data didalam form lihat rujukan diantaranya : a. Bahan

i). Poros dan Pasak ii). Roda Gigi iii). Bantalan b. Faktor

i). Koreksi ii). Tumbukan iii). Kelenturan iv). Bentuk Gigi v). Tegangan Kontak vi). Umur (Yn)

vii). Bengkokan yang diijinkan c. Ukuran

i). Poros ii). Pasak iii). Bantalan d. Diagram

5. Validasi

Untuk validasi hasil perancangan roda gigi lurus yang bersumber dari buku Sularso dan Suga K (1979) “Dasar Perencanaan dan Pemilihan Elemen Mesin” dengan input :

Daya = 15 PS

Putaran Pinion = 1450 rpm

Ratio = ± 4

Jarak Sumbu Poros = ± 200 mm Sudut Tekan = 200

Bahan Pinion = S35C Bahan Roda Gigi = FC30

Didapatkan kesamaan hasil sebagai berikut :

Output buku software satuan

faktor koreksi 1 1

daya rencana 11 11,025 kW

modul 4 4

gigi roda gigi pinion 20 20

gigi roda gigi besar 81 81

diameter jarak bagi pinion dipakai 80 80 mm

diameter jarak bagi roda gigi besar dipakai 324 324 mm

faktor kelonggaran puncak 1 1 mm

diameter kepala pinion 88 88 mm

diameter kepala roda gigi besar 332 332 mm

diameter kaki pinion 70 70 mm

diameter kaki roda gigi besar 314 314 mm

tinggi gigi 9 9 mm

kecepatan keliling 6.07 6.074 m/s

gaya tangensial 184 185,149 kg

faktor dinamis 0.497 0.497

beban lentur pinion 17.9 16,538 kg/mm

beban lentur roda gigi 11.2 11,267 kg/mm

beban lentur yang diijinkan 5 5,038 kg/mm

lebar sisi 36,8 36,754 mm

keterangan syarat aman terpenuhi terpenuhi Tabel 1. Hasil validasi berdasarkan buku Sularso dan Suga K (1979)

“Dasar Perencanaan dan Pemilihan Elemen Mesin”

Untuk Validasi hasil perancangan roda gigi lurus yang bersumber dari buku Khurmi R.S. dan Gupta J.K, 2005, “A Textbook Of Machine Design (S.I. Unit)” dengan input :

Daya = 20 kW

Putaran Pinion = 300 rpm

Ratio = 3

Tegangan lentur bahan

Roda gigi besar = 100 MPa Gigi roda gigi pinion = 15

Didapatkan kesamaan hasil sebagai berikut :

output buku software satuan

kecepatan keliling 1.888 1.885 m/s

faktor koreksi 1 1

gaya tangensial 1080.943 1082.218 kg

faktor dinamis 0.613 0.614

modul 8 8

lebar sisi 112 52.074 mm

diameter jarak bagi pinion 120 120 mm diameter jarak bagi roda gigi 360 360 mm

Tabel 2. Hasil validasi berdasarkan buku Khurmi R.S. dan Gupta J.K, 2005, “A Textbook Of Machine Design (S.I. Unit)”

E. KESIMPULAN DAN SARAN 1. KESIMPULAN

Dari hasil rancang software roda gigi lurus dapat disimpulkan bahwa :

a. Dari hasil validasi pada buku Sularso dan Suga K (1979) “Dasar Perencanaan dan Pemilihan Elemen Mesin” untuk roda gigi menunjukkan bahwa ada kesamaan hasil antara data validasi dengan data software, yaitu untuk diameter jarak bagi roda gigi pinion 80 mm dan diameter jarak bagi roda gigi besar 324 mm, serta lebar sisi roda gigi 36,8 mm yang data-data tersebut memenuhi syarat aman.

b. Validasi dari buku Khurmi R.S. dan Gupta J.K (2005). “A Textbook Of Machine Design (S.I. Unit)” terdapat kesamaan hasil antara data validasi dengan data software, yaitu diameter jarak bagi roda gigi pinion 120 mm dan diameter jarak bagi roda gigi besar 360 mm yang data-data tersebut memenuhi syarat aman.

2. SARAN

Penulis menyadari bahwa dalam perancangan dan pembuatan software ini masih jauh dari sempurna, oleh karena itu penulis akan menyampaikan beberapa saran untuk mengembangkan software ini agar lebih baik lagi.

a. Software bisa dikembangkan untuk menghitung jenis roda gigi yang lain.

b. Software bisa dikembangkan untuk menghitung persoalan-persoalan permesinan yang lain.

DAFTAR PUSTAKA

Chand Gopi, Sharma, Kumar P, dkk. 2012. Design of Spur Gear and its Tooth Profile. Narsapur : Department of Mechanical Engineering, Swarnandhra college of engineering and technology. Journal of Engineering Research and Applications (IJERA).

Hamrock, Jacobson, Schmid. 2005. Fundamentals of Machine Elements Second Edition. New York : Mc Graw Hill.

http://dspace.thapar.edu:8080/dspace/bitstream/123456789/302/1/8048113.pdf diakses pada 6 mei 2013 jam 23:20

http://www.cartertools.com/involute.html diakses tanggal 28 Juli 2012 pukul 23.00 WIB.

http://www.gearsolutions.com/article/detail/5356/estimating-gear-fatique-life diakses pada 25 agustus 2013 jam 02.34

http://www.microsoft.com/visualstudio/en-us/products/2010-editions/visual-basic-express diakses tanggal 07 Agustus 2012 pukul 20.33 WIB.

http://www.scribd.com/doc/87127878/Contoh-Abstrak-Roda-Gigi diakses pada 6 mei 2013 jam 23:22

Khurmi R.S. dan Gupta J.K, 2005. A Textbook Of Machine Design (S.I. Unit). Eurasia Publishing House (PVT.) LTD. Ram Nagar, New Delhi.

Mott. 2004. Machine Elements In Mechanical Design Fourth Edition. United States : Pearson Prentice Hall.

Nordiana, Ogbeide, Ehigiamusoe dan Anyasi, 2007. Computer Aided Design of a Spur Gear. Nigeria : Department of Materials and Production Engineering, Ambrose Alli University, P.M.B. 14, Ekpoma, Edo State, Nigeria.

Soesianto, Nugroho Eko dan Santosa P Insap, 1988. Pemrograman Basic Edisi Kedua. ANDI OFFSET, Yogyakarta.

Suga Kiyokatsu dan Sularso, 1979. Dasar Perencanaan Dan Pemilihan Elemen Mesin. P.T. Pradnya Paramita, Jakarta.

Takeshi dan Sugiarto, 1983. Menggambar Mesin Menurut Standar I.S.O. P.T. Pradnya Paramita, Jakarta.

Ugural. 2003. Mechanical Design : An Integrated Approach. New York : Mc Graw Hill.