Dasar Roda Gigi Transmisi

 DASAR RODA GIGI TRANSMISI

PendahuluanTransmisi daya adalah upaya untuk menyalurkan/memindahkan daya dari sumber daya (motor diesel,bensin,turbin gas, motor listrik dll) ke mesin yang membutuhkan daya ( mesin bubut, pumpa, kompresor, mesin produksi dll).
Ada dua klasifikasi pada transmisi daya :
a. Transmisi daya dengan gesekan ( transmission of friction) :
   - Direct transmission:  roda gesek  dll.
   - Indirect transmission : belt  (ban mesin)

b. Transmisi dengan gerigi ( transmission of mesh) :
   - Direct transmission : gear
   - Indirect transmission : rantai, timing belt dll.

1. Defenisi

    Roda gigi adalah salah satu bentuk transmisi yg mempunyahi fungsi mentransmisikan gaya, membalikan putaran, mereduksi atau menaikkan putaran/kecepatan.
Umumnya roda gigi berbentuk silindris dimana dibagian tepi dibentuk menyerupai gigi.

2. Jenis-jenis profil gigi
   a. Profil gigi sikloida (cycloide), struktur gigi melengkung cembung dan cekung mengikuti pola sikloida. Jenis gigi ini cukup baik karena presisi dan ketelitiannya baik, dapat meneruskan daya yg lebih besar dari jenis yg sepadan, juga ke ausannya dpt lebih lama. Tetapi mempunyai kerugian diantaranya pembuatannya lebih sulit dan pemasangannya harus lebih teliti (tdk bisa digunakan sebagai roda gigi pengganti/change wheel) dan harga lebih mahal. 

   b. Fropil gigi evolvente
Struktur gigi ini berbentuk melengkung cembung, mengikuti pola evolvente. Jenis gigi ini struktur cukup sederhana, cara pembuatannya lebih mudah, tdk sangat presisi dan teliti, harga lebih murah, cocok digunakan sbg roda gigi pengganti. Jenis profil gigi evolvente di jadikan standar untuk semua keperluan transmisi.

   c. Profil gigi khusus
Misalnya bentuk busur lingkaran dan miring digunakan u/ transmisi daya yg besar dan khusus.

4. Jenis-jenis roda berdasarkan struktur bentuknya.
   a. Gigi lurus (spur gear), bentuk gigi ini lurus dan paralel dgn sumbu roda.
   b. Gigi miring (helical gear), bentuk gigi ini menyilang miring terhadap sumbu roda gigi.
   c. Gigi panah (double helical/herring bone gear), bentuk gigi ini berupa panah/miring dengan kemiringan yg 

       berlawanan.
   d. Gigi melengkung/bengkok (curved/sperical gear), benuk gigi melengkung mengikuti pola tertentu

       (lingkaran/elips)

5. Kerja sama  roda gigi
   a. Sumbu roda gigi sejajar/paralel : dapat berupa kerjasama roda gigi lurus, miring atau spherical.
   b. Sumbu roda gigi tegak lurus berpotongan : dpt berupa roda gigi trapesium/payung /bevel dgn profil lurus

       (radial), miring (helical) atau melengkung spherical.
   c. Sumbu roda gigi menyilang tegak lurus : dpt berupa roda gigi cacing (worm), globoida, cavex, hypoid,

       spiroid atau roda gigi miring atau melengkung.
   d. Sumbu roda gigi menyilang : dpt berupa roda gigi sekrup (screw/helical) atau spherical.
   e. Sumbu roda gigi berpotongan tdk tegak lurus : dpt berupa roda gigi payung/trapesium atau helical dll.

6. Syarat dua roda gigi bekerja sama :
    Beberapa hal yg cukup penting pd kerjasama roda gigi, apabila dua buah roda gigi atau lebih bekerja sama maka :
   a. Profil gigi harus sama (spur atau helical dll)
   b. Modul gigi harus sama (modul gigi adalah salah satu dimensi khusus roda gigi)
   c. Sudut tekanan harus sama (sudut perpindahan daya antar gigi)

Modul gigi adalah besaran/dimensi roda gigi, yg dinyatakan besar dan kecilnya gigi. Bilangan modul biasanya bilangan bulat, kecuali u/gigi yg kecil. (Bilangan yg ditulis tak berdimensi, walau dlm arti yg sesungguhnya dlm satuan mm)
Sudut tekanan adalah sudut yg dibentuk antar garis singgung dua roda gigi dan garis perpindahan gaya antar dua gigi yg bekerja sama.
Perbedaan modul menyebabkan bentukt sama tetapi ukurannya di perkecil, sedang perbedaan sudut tekanan menyebabkan tinggi gigi sama tetapi dpt lebih ramping.
Modul gigi (M) :  M = t/(pi)
    t = jarak bagi gigi
    M = modul ditulis tanpa satuan (diartikan dlm : mm)

7. Diameter Roda Gigi
Ada 4 macam diameter roda gigi :
   a. Diameter lingkaran jarak bagi (pitch = d)
       d = M . z   (mm)
       z = jumlah gigi
       d = (t . z)/pi
   b. Diameter lingkaran dasar (base)
   c. Diameter lingkaran kepala (adendum/max)
   d. Diameter lingkaran kaki (didendum/min)

      Sudut tekanan (§) sudut yg dibentuk dr garis horizontal dgn garis normal di persinggungan antar gigi. Sudut tekanan sudah di standarkan yaitu : § = 20 derajat
Akibat adanya sudut tekanan ini, maka gaya yg di pindahkan dari roda gigi penggerak (pinion) ke roda gigi yg di gerakkan (wheel), akan di uraikan menjadi dua gaya yg saling tegak lurus (vektor gaya), gaya yg sejajar dgn garis singgung disebut : gaya tangensial, sedang gaya yg tegak lurus garis singgung (menuju titik pusat roda gigi) disebut gaya radial.
      Gaya tangensial: merupakan gaya yang dipindahkan dari roda gigi satu ke roda gigi yang lain.
Gaya radial: merupakan gaya yang menyebabkan kedua roda gigi saling mendorong ( dapat merugi kan).
Dalam era  globalisasi   sudut tekanan   distandarkan :    §  = 20 derajat

8. Transmisi Roda Gigi
    Transmisi daya dengan roda gigi mempunyai keuntungan, diantaranya tidak terjadi slip yang menyebabkan speed ratio tetap, tetapi sering adanya slip juga menguntungkan, misalnya pada  ban mesin (belt) , karena slip merupakan pengaman agar motor penggerak tidak rusak.

    Apabila putaran keluaran (output) lebih rendah dari masukan (input) maka transmisi disebut : reduksi ( reduction gear), tetapi apabila keluaran lebih cepat dari pada masukan maka disebut : inkrisi ( increaser gear).

Perbadingan input dan output disebut : perbandingan putaran transmisi (speed ratio), dinyatakan dalam notasi : i .
  Speed ratio :  i =  n1 / n2  = d2 / d1 = z2 / z1
  Apabila:i  <  1     = transmisi roda gigi inkrisi
     i  >  1     = transmisi roda gigi reduksi

9. Macam-macam roda gigi sesuai letak gigintya.
Ada dua macam roda gigi sesuai dengan letak giginya :
 1. Roda gigi dalam (internal gear), yang mana gigi terletak pada bagian dalam dari lingkaran jarak bagi.
 2. Roda gigi luar ( external gear), yang mana gigi terletak dibagian luar dari lingkaran jarak, jenis roda gigi ini paling banyak dijumpai.

    Roda gigi dalam- banyak dijumpai pada transmisi roda gigi planit (planitary gear) dan roda gigi cyclo.
 Apabila dua rodagigi dengan gigi luar maka putaran output akan berla wanan arah dengan putaran inputnya, tetapi bila salah satu rodagigi dengan gigi dalam maka arah putaran output akan sama dengan arah putaran input.
 Bila kerjasama lebih dari dua rodagigi disebut : transmisi kereta api (train gear).

10. Train Gear

Speed ratio pertama :   i1 = n1 / n2           n1 z1
 Speed ratio kedua    :   i 2 = n2 / n3
     Speed ratio total   :      i T = i 1  x  i 2 =  n1 /n2 x n2 /n3  = n1 / n3
Jadi pada train gear, speed ratio hanya tergantung roda gigi pertama dan yang terakhir, sedang roda gigi diantaranya hanya sebagai makelar saja.
 Speed ratio total : i T = n1 / n3 = d3 / d1 = z3 / z1 .
 Sedang arah putaran tergantung jumlah roda gigi, apabila jumlahnya genap ( 8, 10, 20 dll) pasti arah putaran output berlawanan arah
Tetapi bila jumlah rodagigi gasal (3, 9, 15 dll) maka arah putaran output sama dengan arah inputnya.
 Untuk roda gigi lurus (spur) dan penggunaan normal maka batas speed ratio adalah 6 , apabila speed ratio lebih dari enam harus dibuat dengan dua tingkat (stage).

 Speed ratio maksimal :  i maks <   6