Iqbalul
Fadhillah
Fakultas
Teknik/Teknik Mesin
Universitas
Proklamasi 45 Yogyakarta
A.
Pendahuluan
Halo
teman-teman pada minggu ini saya ingin mencoba mengulas roda gigi. Roda gigi
digunakan untuk mentransmisikan daya besar dan putaran yang tepat serta jarak
yang relatif pendek. Roda gigi dapat berbentuk silinder atau kerucut. Transmisi
roda gigi mempunyai keunggulan dibandingkan dengan sabuk atau rantai karena
lebih ringkas, putaran lebih tinggi dan tepat, dan daya lebih besar. Kelebihan
ini tidak selalu menyebabkan dipilihnya roda gigi di samping cara yang lain,
karena memerlukan ketelitian yang lebih besar dalam pembuatan, pemasangan,
maupun pemeliharaannya.
Transmisi 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, pompa, kompresor, mesin produksi dll). Ada dua klasifikasi pada
transmisi daya :
1. Transmisi daya dengan gesekan
(transmission of friction):
·
Direct transmission (roda
gesek dll)
·
Indirect transmission (belt
, ban mesin)
2. Transmisi dengan gerigi (transmission
of mesh):
·
Direct transmission (gear)
·
Indirect transmission (rantai, timing belt dll).
B.
Jenis/Profil
Gigi Pada Roda Gigi
1. Profil gigi sikloida (cycloide)
Struktur gigi memiliki bentuk melengkung
cembung dan cekung mengikuti pola siloida. Jenis gigi ini cukup baik karena
memiliki presisi dan ketelitiannya baik. Keuntungan cycloide lebih tahan lama (tidak mudah aus) sehingga tetap dapat meneruskan
daya lebih besar dari jenis yang sepada. Adapun kelemahan dalam pemasangan,
karena menuntut ketelitian dan memiliki harga yang lebih mahal.
2. Profil gigi evolvente
Gigi evolvente berbentuk melengkung
cembung, mengikuti pola evolvente. Jenis gigi ini memiliki struktur lebih
sederhana. Cara pembuatanya pun lebih mudah, tidak sangat presisi dan maupun teliti.
Dilihat dari harganya lebih murah, baik digunakan untuk roda gigi ganti. Jenis
profil gigi evolvente dipakai sebagai profil gigi standard untuk semua
keperluan transmisi.
3. Profil gigi khusus
Gigi khusus memiliki bentuk busur lingkaran
dan miring, digunakan untuk transmisi daya yang besar dan khusus.
4. Bentuk roda gigi yang sering digunakan
adalah:
·
Gigi
lurus (spur gear)
·
Gigi
panah (double helica/ herring bone gear)
·
Gigi
miring (helical gear)
·
Gigi
melengkung/bengkok (curved/spherical gear )
C.
Kerjasama
Roda Gigi
- Sumbu roda gigi sejajar/paralel: Dapat berupa kerjasama roda gigi lurus, miring atau spherical.
- Sumbu roda gigi tegak lurus berpotongan: Dapat berupa roda gigi trapesium/payung/bevel dengan profil lurus (radial), miring (helical) atau melengkung (spherical).
- Sumbu roda gigi menyilang tegak lurus : Dapat berupa roda gigi cacing (worm), globoida, cavex, hypoid, spiroid atau roda gigi miring atau melengkung.
- Sumbu roda gigi menyilang : Dapat berupa roda gigi skrup (screw/helical) atau spherical.
- Sumbu roda gigi berpotongan tidak tegak lurus : Dapat berupa roda gigi payung/trapesium atau helical dll.
D.
Syarat
Dua Roda Gigi Bekerja-Sama
Beberapa hal
yang harus diperhatikan pada roda gigi, apabila dua roda gigi atau lebih
bekerja sama maka:
1. Profil gigi harus sama ( spur
atau helical dll)
2. Modul gigi harus sama ( modul
gigi adalah salah satu dimensi khusus roda gigi)
3. Sudut tekanan harus sama
(sudut perpindahan daya antar gigi)
Modul gigi
adalah besaran/dimensi roda gigi yang dapat menyatakan besar dan kecilnya gigi.
Bilangan modul biasanya bilangan utuh, kecuali untuk gigi yang kecil. (Bilangan
yang ditulis tak berdimensi, walaupun dalam arti yang sesungguhnya dalam satuan
mm).
Sudut tekanan
adalah sudut yang dibentuk antara garis singgung dua roda gigi dan garis
perpindahan gaya antar dua gigi yang bekerja sama. Perbedaan modul menyebabkan
bentuk sama tetapi ukurannya diperkecil, sedangkan perbedaan sudut tekanan
menyebabkan tinggi gigi sama tetapi dapat lebih ramping.
Modul
gigi (M): M = t / (pi)
T = jarak bagi gigi (pitch)
M = ditulis tanpa satuan ( diartikan
dalam: mm)
Diameter
roda gigi : (ada empat macam diameter gigi)
1. Diameter lingkaran jarak bagi
(pitch = d )
2. Diameter lingkaran dasar
(base)
3. Diameter lingkaran kepala
(adendum/max)
4. Diameter lingkaran kaki
(didendum/min) Diamater lingkaran jarak(bagi) :
d = M . z
------ (mm) z = jumlah gigi
sehingga : d =
( t . z )/ p ----- (mm)
Sudut tekanan
(α) sudut yang dibentuk dari garis horisontal dengan garis normal
dipersinggungan antar gigi. Sudut tekanan sudah di standarkan yaitu: α = 200.
Akibat adanya sudut tekanan ini, maka gaya yang dipindahkan dari roda gigi
penggerak (pinion) ke roda gigi yang digerakkan (wheel), akan diuraikan menjadi
dua gaya yang saling tegak lurus (vektor gaya), gaya yang sejajar dengan garis
singgung disebut: gaya tangensial, sedang gaya yang 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: α= 200.
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:
Speed ratio : i = n1 / n2 = d2 / d1 = z2 / z1
Apabila:
i < 1 = transmisi roda gigi inkrisi
i > 1 = transmisi roda gigi reduksi