Roda Gigi

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

1. Sumbu roda gigi sejajar/paralel: Dapat berupa kerjasama roda gigi lurus, miring atau spherical.
2. Sumbu roda gigi tegak lurus berpotongan: Dapat berupa roda gigi trapesium/payung/bevel dengan profil lurus (radial), miring (helical) atau melengkung (spherical).
3. Sumbu roda gigi menyilang tegak lurus : Dapat berupa roda gigi cacing (worm), globoida, cavex, hypoid, spiroid atau roda gigi miring atau melengkung.
4. Sumbu roda gigi menyilang : Dapat berupa roda gigi skrup (screw/helical) atau spherical.
5. 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