Perhitungan Transmisi I Untuk transmisi II (2) sampai transmisi 5(V) dapat dilihat pada table 4.1. Diameter jarak bagi lingkaran sementara, d

(1)

Menentukan Ukuran Roda Gigi

Untuk merancang roda gigi yang mampu mentransmisikan daya maksimum sebesar 103 kW (138 HP) pada putaran 5600 rpm. Pada mobil Opel Blazer DOHC dan direncanakan menggunakan roda gigi miring.

Hal-hal yang direncanakan antara lain : - Sudut miring , α = 25o

- Sudut tekanan , β = 20o

- Jarak sumbu poros , a = 100 mm

- Perbandingan transmisi seperti pada brosur, (I) - Modul (m) = 3

Karena dasar dalam perencanaan roda gigi yaitu perbandingan kecepatan atau perbandingan transmisi (I) yaitu perbandingan diameter lingkungan jarak roda gigi atau jumlah gigi satu dengan jumlah gigi yang kedua.

Perhitungan Transmisi I

Untuk transmisi II (2) sampai transmisi 5(V) dapat dilihat pada table 4.1. • Diameter jarak bagi lingkaran sementara, d’

(2)

• Dimensi Roda gigi : ¾ Diameter tusuk, Dt : Dt1 = m x Z1 Dt2 = m x Z2 = 3 x14 = 3 x 53 = 42 mm = 159 mm ¾ Diameter kepala, Dk : Dk1 = m (Z1 + 2) Dk2 = m (Z2 + 2) = 3 x (14 + 2) = 3 x (53 + 2) = 48 mm = 165 mm ¾ Diameter kaki, Df : Df1 = m (Z1 – 2) Df2 = m (Z2 – 2) = 3 x (14 – 2) = 3 x (53 – 2) = 36 mm = 153 mm ¾ Tinggi gigi, Tg : Tg = Tkep + Tkaki = 1 m + 1,17 m = 2,17 m = 2,17 x 3 = 6,5 mm

¾ Panjang gigi, b. (lebar sisi) b = (1,15 . π . m )/tan 25o = (1,15 . π . 3 )/tan 25o = 26,2 mm

(3)

Menentukan Jarak Sumbu Poros Pada Roda Gigi

Jarak sumbu poros pada roda gigi adalah perbandingan antara jumlah dari diameter jarak bagi lingkaran pada roda gigi dibagi dua :

Perancangan roda gigi mundur

Hasil pengukuran dan pengamatan spesifikasi mesin adalah sebagai berikut ( sesuaikan dengan data mu):

• Putaran motor (n) = 7000 rpm • Daya (N1) = 9,3 PS

• Rasio roda gigi (i) = 4 (sesuaikan) • Material = Baja St 70.11

• Sudut tekan normal (αo) = 20° (menurut standar ISO)

• βo = 0 ( untuk roda gigi lurus)

1. Diameter Referensi

Diamater referensi roda gigi pertama pada poros penggerak (poros 1) ditentukan dengan persamaan :

(4)

db

≤

113

3 ₁_. . 1 . 1 zul B N N b db ( mm )

Sedangkan diameter referensi roda gigi yang digerakan pada poros 2 ditentukan dengan : db2 = 1 x db2 (mm) Dimana rasio ⎟⎟_⎠ ⎞ ⎜⎜ ⎝ ⎛ 1 db b

besarnya tergantung dari jenis tumpuan (Tabel 22/17),

karena poros ditumpu oleh dua bantalan (Straddle mounting) maka ⎟⎟_⎠ ⎞ ⎜⎜ ⎝ ⎛ 1 db b ≤ 1,2

Ditentukan nilai dari ⎟⎟_⎠ ⎞ ⎜⎜ ⎝ ⎛ 1 db b

= 0,5 .

B

BZid merupakan intensitas beban yang

diizinkan

(Tabel 22/11) tergantung pemilihan faktor keamanan terhadap pitting. Jika Sg ≥, maka BBzid = Bo dan jika Sg ≤ 1, maka BzidB = Bo s/d 3 Bo dimana :

Bo = ( i ) G S s i D C K + 1 .. . . 35 , 0

Cs = Faktor kejut dipilih 1,5 (Tabel 22/18)

(5)

K.D = Kekuata permukaan gigi yang tergantung pada pemilihan

bahan (24 Kgf/mm2

Bahan kedua roda gigi dipilih dari Baja St.70 11 (Tabel 22/25) dengan data sebagai berikut :

Ko = 0,72 Kgf/mm2 σo = 85 Kgf/mm2

Adapun alasan pemilihan bahan adalah sebagai berikut :

a. Bahan tidak memiliki kekerasan yang terlalu tinggi sehingga akan memudahkan dalam proses machining.

b. Produk yang dihasilkan tahan aus.

c. Bahan memiliki kekuatan yang baik sehingga tahan lama sesuai dengan umur yang dikehendaki.

Kekuatan permukaan gigi ditentukan oleh :

K.D = YG x YH x YS x YV x KO (Kgf/mm2)

Dimana YG, YH, YV dan YS adalah faktor-faktor permukaan gigi (Tabel 22/26)

YG adalah faktor material, dengan harga 1 untuk baja, dan 1.5 untuk besi cor

YHadalah faktor kekerasan permukaan, dengan harga 1 jika harga

kekerasannya sama dengan kekerasan permukaan (Tabel 22/25) KO adalah faktor ketahanan permukaan material

(6)

YS adalah faktor pelumasan, sedangkan viskositas sendiri fungsi dari

kecepatan tangensial v (Tabel 22/28). Apabila diasumsikan v = 10 m/s maka V50 = 39 sd 78 cSt, diambil V50 = 40,1 cSt, sehingga Ys = 0,85.

YV adalah fungsi dari kecepatan tangensial v.

YV = 0.7 + ⎟⎟ ⎟ ⎟ ⎟ ⎟ ⎠ ⎞ ⎜⎜ ⎜ ⎜ ⎜ ⎜ ⎝ ⎛ ⎟ ⎠ ⎞ ⎜ ⎝ ⎛ + 2 1 8 6 , 0 V = 0,7 + ⎟⎟ ⎟ ⎟ ⎟ ⎟ ⎠ ⎞ ⎜⎜ ⎜ ⎜ ⎜ ⎜ ⎝ ⎛ ⎟ ⎠ ⎞ ⎜ ⎝ ⎛ + 2 1 10 8 6 , 0 YV = 1.066 Sehingga KD = YG x YH x YS x YV x KO kgf/mm2 = 1 . 1 . 0.85 . 1.066 . 0,72 kgf/mm2 = 0,652 kgf/mm2 Bo = ( i ) G S s i D C K + 1 .. . . 35 , 0 BBo = ( i) G S s i D C K + 1 .. . . 35 , 0 = (1 4 ) 8 , 0 . 5 , 1 4 . 62 , 0 . 35 , 0 + = 0.1521 Kgf/mm 2

Karena SG < 1 maka dipilih BZul = Bo = 0,1521 Kgf/mm2, sehingga diameter referensi

roda gigi 1 adalah :

db

≤

113

3 ₁_. . 1 . 1 zul B N N b db

(7)

db

≤

113

3 ₀

_,

₅

_.

₇₀₀₀

_.

₀

_,

₁₅₂₁

_/

2

3 ,

9 .

1 mm

kgf

rpm

hp

db1 ≤ 29,321 mm = 30 mm

Harga kecepatan tangensial yang semula dimisalkan dapat diperiksa harganya : π . D . n 3,14 . 29,321 mm . 7000 rpm

v = = = 92,067 m/s

60 . 103 7000 rpm Diameter referensi roda gigi yang kedua :

db2 = i x db1 = 4 x 29,321 = 117,284 mm = 118 mm db3 = i x db2 = 4 x 117,284 = ....

2. Diameter jarak bagi

Dianggap tidak ada faktor korigasi (X1 = X2 = 0) sehingga diameter jarak bagi (d) sama dengan diameter referensinya.

dq = db1 = 29,321 mm

dq = db2 = 117,284 mm dq = db3 = ….

3. Jumlah Gigi

Jumlah gigi roda gigi 1 dipilih Z1 = 12

Jumlah gigi roda gigi 2 dipilih Z2 = i x Z1

(8)

Jumlah gigi roda gigi 2 dipilih Z3 = i x Z2

= 4 x 48 = 48 4. Modul

Modul ditentukan dengan ;

m = do1/Z1 = do2/Z2 = 29,321 /12 = 2.4 mm

Modul penampang normal :

mn = m cos βo = 2.4 mm (βo = 0)

5. Lebar Gigi

Lebar gigi ditentukan dengan persamaan : w = b x db1 = 0,5 x 29,321 = 15 mm

6. Tinggi Kepala dan Tinggi Kaki Gigi Berdasarkan Standar DIN 867 (Tabel 21/5)

Hk/m = 1 dan hf/m = 1,1 – 1,3 Tinggi kepala sama dengan modul :

hk = m = 2.4 mm

Tinggi kepala pasangan roda gigi dipilih sama : hk1 = hk2

Tinggi kaki dipilih sebesar 1,25 m hf = 1,25 x 2,4 = 3 mm

Tinggi kaki pasangan roda gigi adalah : hf1 = hf2 = hf = 3 mm

7. Diameter Lengkungan Kepala Untuk roda gigi 1

(9)

dk1 = do1 + 2hkl = 29.321+ 3 = 32,321 mm

Untuk roda gigi 2

dk2 = do2 + 2hk2 = 117,284 + 3 = 120,284mm

8. Diameter Lingkaran Kaki Untuk roda gigi 1

dfl = do1 – 2hf1 =29,321– (2 x 3) = 23,321 mm

Untuk roda gigi 2

df2 = do2 – 2hf2 =117,284 – (2 x3) = 111,284 mm

9. Jarak Pusat

Jarak pusat ditentukan dengan :

a . = 0,5 (db1 + db2) = 0,5 (29,321+117,284 ) = 73,3025 mm

10. Jarak Bagi

Jarak bagi ditentukan dengan : t.o = π . m = 3.14 x = 7,536 mm

Kekuatan Gigi

Untuk memperhitungkan kekuatan gigi digunakan dua metode yang paling dasar pada perhitungan dan diutamakan pada kekuatan terhadap lenturan dan tekanan permukaan gigi. Kedua metode ini merupakan metode perencanaan menurut standart. Untuk itu melakukan perencanaan roda gigi perlu diketahui hal-hal sebagai berikut :

• Bahan pinyon S45C dengan :

- Kekuatan tarik, σb1 = 58 N/mm2

- Kekuatan permukaan sisi gigi , Hb1 = 198 - Tegangan lentur yang diizinkan,σa1 = 30 N/mm2

(10)

Misalkan faktor tegangan kontak diambil antara baja dengan kekerasan (200Hb)

dengan besi cor maka Kh = 0,079 N/mm2. Tabel Bahan

(11)

Maka perhitungan dapat dilakukan sebagai berikut : • Fib = σa m γ fv

• Faktor bentuk gigi Z1 = 15 Y1 = 0,289 Z2 = 53 Y2= 0,408 + (0,421-0,408) t 2/8) = 0,4113 (interpolasi) * Kecepatan keliling : * Gaya tangensial :

(12)

* Faktor Dinamis :

(13)

* Beban permukaan yang diizinkan persatuan lebar

Harga minimum F1 min = 5,518 kg/mm = F1H

Contoh tabel hasil perhitungan

Transmisi Z1 Z2 V Ft Fv Fb1 Fb2 F1H 1 15 53 12,15 209,87 0,298 8,43 10,692 10,15 2 3 4 5

Perhitungan Efisien Roda Gigi

Perhitungan efisiensi roda gigi diambil berdasarkan data jumlah roda gigi masing-masing yang telah dihitung pada sub bab 4.3. efisiensi roda gigi yang akan dihitung adalah efisiensi masing-masing transmisi, efisiensi mekanis serta efisiensi total.

Jumlah gigi pada setiap roda gigi :

Z1 = 14 Z6 = 40 Z11 = 15 Z2 = 53 Z7 = 33 Z12 = 52 Z3 = 22 Z8 = 33 Z13 = 22 Z4 = 45 Z9 = 17 Z5 = 26 Z10 = 34 a. Efisiensi transmisi I

(14)

b. Efisiensi transmisi II

c. Efisiensi transmisi III

d. Efisiensi transmisi V

e. Efisiensi transmisi mundur

(15)

g. Efisiensi total :

Kerugian daya,P9

Daya maksimum mesin, Pmaks = 103 kW