Assalamu Alaikum Warahmatullahi Wabarakatuh
Selamat datang di website mafiaisrul.blogspot.com kali ini kita akan membahas sedikit tentang Roda Gigi. Nah berikut penjelasan singkatnya…
- Pengertian
- Prinsip kerja roda gigi
- Profil roda gigi
- Jenis-jenis roda gigi
- Berbagai istilah dalam roda gigi
RODA GIGI
Pengertian
Roda gigi adalah salah satu jenis elemen mesin yang berputar, digunakan untuk menyalurkan atau mentransmisikan gerakan, daya atau tenaga pada suatu sistem transmisi. Roda gigi memiliki gigi-gigi yang saling bersinggungan dengan gigi dari roda gigi yang lain. Dua atau lebih roda gigi yang bersinggungan dan bekerja bersama-sama disebut sebagai transmisi roda gigi, dan bisa menghasilkan keuntungan mekanis melalui rasio jumlah gigi. Roda gigi mampu mengubah kecepatan putar, torsi, dan arah daya terhadap sumber daya. Tidak semua roda gigi berhubungan dengan roda gigi yang lain; salah satu kasusnya adalah pasangan roda gigi dan pinion yang bersumber dari atau menghasilkan gaya translasi, bukan gaya rotasi.
Transmisi roda gigi analog dengan transmisi sabuk dan puli. Keuntungan transmisi roda gigi terhadap sabuk dan puli adalah keberadaan gigi yang mampu mencegah slip, dan daya yang ditransmisikan lebih besar. Namun, roda gigi tidak bisa mentransmisikan daya sejauh yang bisa dilakukan sistem transmisi roda dan puli kecuali ada banyak roda gigi yang terlibat di dalamnya.
Ketika dua roda gigi dengan jumlah gigi yang tidak sama dikombinasikan, keuntungan mekanis bisa didapatkan, baik itu kecepatan putar maupun torsi, yang bisa dihitung dengan persamaan yang sederhana. Roda gigi dengan jumlah gigi yang lebih besar berperan dalam mengurangi kecepatan putar namun meningkatkan torsi.
Rasio kecepatan yang teliti berdasarkan jumlah giginya merupakan keistimewaan dari roda gigi yang mengalahan mekanisme transmisi yang lain (misal sabuk dan puli). Mesin yang presisi seperti jam tangan mengambil banyak manfaat dari rasio kecepatan putar yang tepat ini. Dalam kasus di mana sumber daya dan beban berdekatan, roda gigi memiliki kelebihan karena mampu didesain dalam ukuran kecil. Kekurangan dari roda gigi adalah biaya pembuatannya yang lebih mahal dan dibutuhkan pelumasan yang menjadikan biaya operasi lebih tinggi.
Ilmuwan Yunani Kuno Archimedes pertama kali mengembangkan roda gigi dalam ilmu mekanika di sekolah Aleksandria pada abad ketiga sebelum masehi. Mekanisme Antikythera adalah contoh aplikasi roda gigi yang rumit yang pertama, yang didesain untuk menghitung posisi astronomi. Waktu pengerjaan mekanisme ini diperkirakan antara 150 dan 100 SM.
Prinsip Kerja Roda Gigi
Konstruksi roda gigi mempunyai prinsip kerja berdasarkan pasangan roda gerak. Bentuk gigi dibuat untuk menghilangkan slip,sehingga transmisi putar dan gaya dapat berlangsung dengan baik.
Profil Roda Gigi
· Profil Equidistanta
· Konstruksi Kurva Sikloida
· Konstruksi Kurva Evolvent
Jenis-Jenis Roda Gigi :
· Roda Gigi Lurus
· Roda Gigi Miring
· Roda Gigi Payung
· Roda Gigi Cacing
1. Roda Gigi Lurus
Bentuk profil gigi berlur lurus dengan kondisi penggunaan untuk sumbu sejajar.
Macam roda gigi lurus :
a. Roda Gigi Lurus Eksternal (Spur Gear)
b. Roda Gigi Lurus Internal (Planetcry Gear)
c. Roda Gigi Lurus Rack and Pinion
2.
1. Roda Gigi Miring
Arah alur profil giginya mempunyai kemiringan terhadap sumbu putar sehingga baik untuk penggunaan pada putaran tinggi dan beban besar.
3.
1. Roda Gigi Payung
Roda gigi payung sering disebut juga roda gigi kerucut atau Bevel Gear.
Jenis roda gigi payung :
a. Roda Gigi Payung Gigi Lurus
b. Roda Gigi Payung Gigi Miring
c. Roda Gigi Payung Zerol
d. Roda Gigi Payung Hypoid
4
1. Roda Gigi Cacing
Roda gigi cacing terdiri dari batang caing yang selalu sebagai penggerak dan roda cacing sebagai pengikut, dimana bentuk alur cacing berupa spiral.
5.
1. Roda gigi dalam
Roda gigi dalam (atau roda gigi internal, internal gear) adalah roda gigi yang gigi-giginya terletak di bagian dalam dari silinder roda gigi. Berbeda dengan roda gigi eksternal yang memiliki gigi-gigi di luar silindernya. Roda gigi internal tidak mengubah arah putaran.
Gambar. Roda gigi dalam
1. Roda gigi heliks
Gigi-gigi yang bersudut menyebabkan pertemuan antara gigi-gigi menjadi perlahan sehingga pergerakan dari roda gigi menjadi halus dan minim getaran. Berbeda dengan spur di mana pertemuan gigi-giginya dilakukan secara langsung memenuhi ruang antara gigi sehingga menyebabkn tegangan dan getaran. Roda gigi heliks mampu dioperasikan pada kecepatan tinggi dibandingkan spur karena kecepatan putar yang tinggi dapat menyebabkan spur mengalami getaran yang tinggi. Spur lebih baik digunakan pada putaran yang rendah. Kecepatan putar dikatakan tinggi jika kecepatan linear dari pitch melebihi 25 m/detik.
Roda gigi heliks bisa disatukan secara paralel maupun melintang. Susunan secara paralel umum dilakukan, dan susunan secara melintang biasanya disebut dengan skew.
2. Roda gigi heliks ganda
Roda gigi heliks ganda (double helical gear) atau roda gigi herringbone muncul karena masalah dorongan aksial (axial thrust) dari roda gigi heliks tunggal. Double helical gear memuliki dua pasang gigi yang berbentuk V sehingga seolah-olah ada dua roda gigi heliks yang disatukan. Hal ini akan menyebabkan dorongan aksial saling meniadakan. Roda gigi heliks ganda lebih sulit untuk dibuat karena kerumitan bentuknya.
Gambar. Roda gigi heliks ganda
1. Roda gigi bevel
Roda gigi bevel (bevel gear) berbentuk seperti kerucut terpotong dengan gigi-gigi yang terbentuk di permukaannya. Ketika dua roda gigi bevel mersinggungan, titik ujung kerucut yang imajiner akan berada pada satu titik, dan aksis poros akan saling berpotongan. Sudut antara kedua roda gigi bevel bisa berapa saja kecuali 0 dan 180.
Roda gigi bevel dapat berbentuk lurus seperti spur atau spiral seperti roda gigi heliks. Keuntungan dan kerugiannya sama seperti perbandingan antara spur dan roda gigi heliks.
Gambar. Roda gigi bevel
1. Roda gigi hypoid
Roda gigi hypoid mirip dengan roda gigi bevel, tetapi kedua aksisnya tidak berpotongan.
Gambar. Roda gigi hypoid
1. Roda gigi mahkota
Roda gigi mahkota (crown gear) adalah salah satu bentuk roda gigi bevel yang gigi-giginya sejajar dan tidak bersudut terhadap aksis. Bentuk gigi-giginya menyerupai mahkota. Roda gigi mahkota hanya bisa dipasangkan secara akurat dengan roda gigi bevel atau spur.
Gambar. Roda gigi mahkota
1. Roda gigi cacing
Roda gigi cacing (worm gear) menyerupai screw berbentuk batang yang dipasangkan dengan roda gigi biasa atau spur. Roda gigi cacing merupakan salah satu cara termudah untuk mendapatkan rasio torsi yang tinggi dan kecepatan putar yang rendah. Biasanya, pasangan roda gigi spur atau heliks memiliki rasio maksimum 10:1, sedangkan rasio roda gigi cacing mampu mencapai 500:1 . Kerugian dari roda gigi cacing adalah adanya gesekan yang menjadikan roda gigi cacing memiliki efisiensi yang rendah sehingga membutuhkan pelumasan.
Roda gigi cacing mirip dengan roda gigi heliks, kecuali pada sudut gigi-giginya yang mendekati 90 derajat, dan bentuk badannya biasanya memanjang mengikuti arah aksial. Jika ada setidaknya satu gigi yang mencapai satu putaran mengelilingi badan roda gigi, maka itu adalah roda gigi cacing. Jika tidak, maka itu adalah roda gigi heliks. Roda gigi cacing memiliki setidaknya satu gigi yang mampu mengelilingi badannya beberapa kali. Jumlah gigi pada roda gigi cacing biasanya disebut dengan thread.
Dalam pasangan roda gigi cacing, batangnya selalu bisa menggerakkan roda gigi spur. Jarang sekali ada spur yang mampu menggerakkan roda gigi cacing. Sehingga bisa dikatakan bahwa pasangan roda gigi cacing merupakan transmisi satu arah.
Gambar. Roda gigi cacing dengan 4 thread
1. Roda gigi non-sirkular
Roda gigi non-sirkuler dirancang untuk tujuan tertentu. Roda gigi biasa dirancang untuk mengoptimisasi transmisi daya dengan minim getaran dan keausan, roda gigi non sirkuler dirancang untuk variasi rasio, osilasi, dan sebagainya.
Gambar. Roda gigi non-sirkular
1. Roda gigi episiklik
Roda gigi episiklik (planetary gear atau epicyclic gear) adalah kombinasi roda gigi yang menyerupai pergerakan planet dan matahari. Roda gigi jenis ini digunakan untuk mengubah rasio putaran poros secara aksial, bukan paralel. Kombinasi dari beberapa roda gigi episiklik dengan mekanisme penghentian pergerakan roda gigi internal menghasilkan rasio yang dapat berubah-ubah. Mekanisme ini digunakan dalam kendaraan dengan transmisi otomatis.
Roda gigi planet yang sederhana dapat ditemukan pada zaman revolusi industri di Inggris; ketika itu mekanisme roda gigi planet yang berupa roda gigi pusat sebagai matahari dan roda gigi yang berputar mengelilinginya sebagai planet, menjdi bagian utama dari mesin uap. Bagian ini mengubah gaya translasi menjadi rotasi, yang kemudian dapat digunakan untuk berbagai kebutuhan.
Gambar. Roda gigi episiklik
Baca juga : Klasifikasi dan jenis roda gigi
Berbagai Istilah Dalam Roda Gigi
1. Frekuensi putaran
Merupakan ukuran seberapa banyak putaran terjadi dalam satu satuan waktu. Misal, RPM, adalah seberapa banyak putaran terjadi dalam satu menit.
2. Frekuensi angular
Diukur dalam radian per detik, di mana 1 RPM = pi/30 rad/detik. Satu putaran bernilai 2 pi rad.
3. Jumlah gigi
Yaitu jumlah gigi yang dimiliki oleh roda gigi. Dalam kasus roda gigi cacing, jumah gigi adalah nomor thread dari roda gigi cacing.
4. Aksis
Sumbu yang melalui pusat perputaran roda gigi.
5. Pitch
Ruang diantara gigi.
6. Sudut heliks
Sudut antara tangen ke heliks dan aksis roda gigi. Sudut heliks roda gigi spur bernilai nol, dan sudut heliks roda gigi cacing mendekati 90 derajat.
Sekian artikel hari ini semoga bermanfaat, dan mohon maaf bila terdapat kesalahan dalam penulisan artikel kami. Jangan lupa follow and share ke teman-teman kalian ya,,, terima kasih.
Salam hangat
Penulis
@isrul_muhamad
Referensi :
- M.J.T Lewis. 1993. Gearing in the Ancient World. Jurnal Endeavour 17: 110
- Canfield S. 1997. Dynamics of Machinery. Tennessee Tech University, Deprtment of Mechanical Engineering
No comments:
Post a Comment