CONTOH SOAL RODA GIGI LURUS

Sebuah mekanisme sepasang roda gigi lurus digunakan untuk mentransmisikan daya sebesar 20 HP melalui sebuah motor diesel. Torsi yang dihasilkan mampu mencapai 1000 Nm. Roda gigi penggerak/pinion terhubung dengan poros motor diesel dengan jumlah gigi pinion sebanyak 32, sedangkan jumlah gigi pada roda gigi yang digerakkan/wheel memiliki jumlah gigi sebanyak 102. Apabila modul yang digunakan sebagai berikut: (Tabel Sularso, 1997; Modul Standar JIS B 1701- 1973)

·         Angka terakhir dari NIM :

2, 4, 8 = modul 2,5; dan Bahan Baja Cor (σa = 19 kg/mm2 )

·         X = Angka terakhir dari NIM

Tentukan:

a. Ukuran lengkap roda gigi pinion dan wheel  

b. Kecepatan roda gigi pinion dan wheel

c. Gaya-gaya yang bekerja (nilai Y silahkan dipilih berdasarkan jumlah roda gigi yang mendekati pada tabel)

Diket :

·        M = 2,5

·        Z1 = 102

·        Daya = 20 hp

·        Torsi = 1000 Nm

Jawab :

A.     Ukuran lengkap roda gigi pinion dan wheel beserta gaya-gaya yang bekerja (nilai Y silahkan dipilih berdasarkan jumlah roda gigi yang mendekati pada tabel) :

1.     Speed ratio :

i = Z1∕Z2 = 102∕32 = 3,19

 

2.      Diameter Jarak Bagi:

·         Roda Gigi Pinion

D = Z₁ x m

D = 32 x 2,5

D = 80 mm

·         Roda Gigi Wheel

D = Z₂ x m

D = 102 x 2,5

D = 255 mm

 

3.      Diameter lingkar kepala

·         Roda Gigi Pinion

Dk = (Z₁ + 2) x m

Dk = (32 + 2) x 2,5

Dk = 85 mm

·         Roda Gigi Wheel

Dk = (Z₂ + 2) x m

Dk = (102 + 2) x 2,5

Dk = 260 mm

 

4.      Diameter lingkar kaki

·         Roda Gigi Pinion

Dg = Z₁ x m x Cos a

Dg = 32 x 2,5 x Cos 20∘

Dg = 75,17 mm

·         Roda Gigi Wheel

Dg = Z₂ x m x Cos a

Dg = 102 x 2,5 x Cos 20∘

Dg = 239,62 mm

 

B.     Kecepatan roda gigi pinion dan wheel

n = (5252 x P) : T

n = (5252 x 20) : 1000

n = 105,04

dimana,

n = Jumlah putaran per-menit (RPM)

P = Daya dalam satuan HP (HorsePower)

T = Torsi (Nm)

5252 adalah nilai ketetapan (konstanta untuk daya motor dalam satuan HP)

·         Roda Gigi Pinion

V = (π x D x n)∕(60 x 1000)

V = (3,14 x 80 x 105,04 )∕(60 x 1000)

V = 0,44 m/s

·         Roda Gigi Wheel

V = (π x D x n)∕(60 x 1000)

V = (3,14 x 225 x 105,04 )/(60 x 1000)

V = 1,4 m/s

 

C.      Gaya-gaya yang bekerja (nilai Y silahkan dipilih berdasarkan jumlah roda gigi yang mendekati pada tabel)

 

1.      Gaya tangensial

N = 20 hp

    = 0,735 x 20

    = 7,35

·         Roda Gigi Pinion

Ft = (102 x Pd)∕V

Ft = (102 x 7,35)∕0,44

Ft = 1703,86 kg

·         Roda Gigi Wheel

Ft = (102 x Pd)/V

Ft = (102 x 7,35)∕1,4

Ft = 1499,4 kg

 

2.      Beban lentur

·         Roda Gigi Pinion

Fb = σa x m x y x Fv

Fb = 19 x 2,5 x 0,358 x 0,87

Fb = 14,38 kg/mm

·         Roda Gigi Wheel

Fb = σa x m x y x Fv

Fb = 19 x 2,5 x 0,446 x 0,0,68

Fb = 14,44 kg/mm