LAPORAN RANCANGAN ELEMEN MESIN II “PERENCANAAN RODA GIGI LURUS SEPEDA MOTOR YAMAHA VIXION FUEL INJECTION 2012”
Dibuat untuk memenuhi syarat kurikulum pada Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Riau
Disusun Oleh: Audra Utari
NIM : 140102052
Deni Indra Wahyudi NIM : 140102032 Samsuryadi
NIM : 110102025
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH RIAU TEKNIK MESIN REG-A 2016
LEMBAR PENGESAHAN PERENCANAAN RODA GIGI LURUS SEPEDA MOTOR YAMAHA VIXION FUEL INJECTION 2012
LAPORAN PERENCANAAN ELEMEN MESIN II Dibuat untuk memenuhi syarat kurikulum pada Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Riau
Disusun Oleh: Audra Utari
NIM : 140102052
Deni Indra Wahyudi NIM : 140102032 Samsuryadi
NIM : 110102025
Disetujui Oleh Dosen Pembimbing
Ir.Denur, MM NIND : 1021086102
i
KATA PENGANTAR Puji dan syukur ke Hadirat Tuhan yang Maha Esa, karena berkat dan rahmat dan karunianya jugalah kami dapat menyelesaikan Tugas Elemen Mesin II dengan judul “ Perencanaan Roda Gigi Sprocket Sepeda Motor jenis Revo 110cc tahun 2008” Sehubungan dengan penyelesaian tugas ini, kami mengucapkan terima kasih kepada Bapak, Ir.Denur,MM selaku dosen pengasuh mata kuliah Tugas Elemen Mesin II ini. Kami menyadari bahwa
masih banyak terdapat kekurangan – kekurangan
dalam tugas perencanaan ini, oleh karena itu penulis mengharapkan saran maupun kritik yang membangun dari para pembaca. Akhirnya kami berharap kiranya tugas perencanaan ini dapat bermanfaat bagi kami dan rekan-rekan mahasiswa terutama di lingkungan Jurusan Teknik Mesin Universitas Muhammadiyah Riau.
Pekanbaru , 5 Desember 2016
Penulis
ii
DAFTAR ISI
KATA PENGANTAR .............................................................................................................. ii DAFTAR ISI............................................................................................................................ iii DAFTAR GAMBAR ............................................................................................................... iv BAB I ........................................................................................................................................ 1 PENDAHULUAN .................................................................................................................... 1 1.1
Latar Belakang .......................................................................................................... 1
1.2
Batasan Masalah ....................................................................................................... 2
1.3
Tujuan ....................................................................................................................... 2
1.4
Sistematika Penulisan dan Pembahasan .................................................................... 2
BAB II....................................................................................................................................... 4 TINJAUAN PUSTAKA ........................................................................................................... 4 2.1
Klasifikasi Rodagigi.................................................................................................. 5
2.2
Menurut Letak Poros................................................................................................. 5
2.1.2
Menurut arah putaran ........................................................................................ 6
2.1.3 Menurut bentuk jalur gigi ..................................................................................... 6 2.3
Nama-nama Bagian Rodagigi ................................................................................. 16
BAB III ................................................................................................................................... 19 PERHITUNGAN RODA GIGI .............................................................................................. 19 3.1 Motor Yamaha Vixion Fuel Injection 2012 .................................................................. 19 3.2 Perencanaan Transmisi Rantai gigi ............................................................................... 20 BAB IV ................................................................................................................................... 25 HASIL ANALISA .................................................................................................................. 25 BAB V .................................................................................................................................... 26 KESIMPULAN ....................................................................................................................... 26 4.1
Kesimpulan ............................................................................................................ 26
4.2
Saran………………………………………………………………………………26
DAFTAR PUSTAKA ............................................................................................................. 27 LAMPIRAN............................................................................................................................ 28
iii
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2 1 Rodagigi Lurus ...................................................................................................... 6 Gambar 2.2 Rodagigi Lurus Luar ............................................................................................. 7 Gambar 2.3 Rodagigi Rack dan Pinion..................................................................................... 8 Gambar 2.4 Rodagigi Permukaan ............................................................................................. 8 Gambar 2.5 Rodagigi Miring .................................................................................................... 9 Gambar 2.6 Rodagigi Miring Biasa .......................................................................................... 9 Gambar 2.7 Rodagigi Miring Silang ......................................................................................... 9 Gambar 2.8 Rodagigi Miring Ganda....................................................................................... 10 Gambar 2.9 Rodagigi Ganda Bersambung ............................................................................. 10 Gambar 2.10 Rodagigi Kerucut Lurus .................................................................................... 11 Gambar 2.11 Rodagigi Kerucut Miring .................................................................................. 11 Gambar 2.12 Rodagigi Kerucut Spiral .................................................................................... 11 Gambar 2.13 Rodagigi Kerucut Hypoid ................................................................................. 11 Gambar 2.14 Rodagigi Cacing ................................................................................................ 13 Gambar 2.15 Cylindrical Worm Gear Dengan Pasangan Gigi Globoid ................................. 14 Gambar 2.16 Globoid Worm Gear Dipasangkan Dengan Rodagigi Lurus............................ 14 Gambar 2.17 Globoid worm drive dipasangankan dengan rodagigi globoid ......................... 14 Gambar 2.18 Rodagigi cacing kerucut dipasangkan dengan rodagigi kerucut globoid .......... 15 Gambar 3.2 Sepeda Motor Yamaha Vixion Fuel Injection 2012............................................ 19
iv
BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Tugas elemen mesin merupakan salah satu latihan yang baik bagi mahasiswa agar dapat mengaplikasikan ilmu yang telah diperoleh ke dalam bentuk suatu analisa dari suatu peralatan. Selain untuk mendapat wawasan mahasiswa, tugas ini dapat dapat menjadi tantangan tersendiri bagi manusia dalam menguji pemahaman terkait materi yang diberikan dalam perkuliahan. Proses perancangan telah ada sejak manusia diciptakan, proses perancangan sangat banyak kelompoknya, bisa dikatakan tidak terbatas, sesuai dengan kebutuhan manusia yang tidak pernah puas dengan apa yang ada. Tapi untuk merencanakan sesuatu yang dapat memudahkan untuk memenuhi kebutuhan bukan hal yang mudah, apalagi dizaman sekarang ini bisa dikatakan segalanya telah ada tetapi manusi tidak pernah puas dan ingin lebih mudah lagi. Untuk sampai pada hasil perancangan harus melalui proses yang rumit dan panjang. Di zaman sekarang ini yang segalanya telah tersedia, proses perancangan dapat dipermudah. Dengan berbagai organisasi yang mengeluarkan standar-standar tertentu untuk bermacam-macam elemen mesin, para perancang tidak perlu membuat keseluruhan elemen mesin yang akan digunakan dalam rancangannya. Tetapi yang sulit bagi para perancang adalah proses pemilihan elemen mesin yang tepat, yang dapat memenuhi persyaratan si perancang itu sendiri. Dalam perancangan mesin kali ini, mencoba mengangkat permasalahan tentang transmisi (gearbox). Gearbox merupakan salah satu komponen dari suatu mesin yang berupa rumah untuk roda gigi. Komponen ini harus memiliki konstruksi yang tepat agar dapat menempatkan poros-poros rida gigi pada sumbuyang benar sehingga roda gigi dapat berputar dengan baik. Maka dari itu dengan sedikit mungkin gesekan yang terjadi. Selain harus memiliki konstruksi yang tepat, terdapat beberapa criteria yang
1
dapat dipenuhi oleh komponen ini yaitu dapat meredam getaran yang timbul akibat putaran dan gesekan pada roda gigi. Dari kesulitan konstruksi yang disyaratkan dan pemenuhan criteria yang dibutuhkan, maka kami bermaksud membuat produk tersebut sebagai objek perancangan
tugas
elemen
mesin.
Pembuatan
produk
tersebut
dengan
memperhatiakan spesifikasi yang diinginkan.
1.2 Batasan Masalah Penulis akan membatasi pembahasan akan sampai memperhitungkan aspek mekanika saja dan terbatas kepada komponen-komponen mesin yang telah dipelajari pada mata kuliah elemen I dan II. Sedangkan aspek-aspek yang lainnya yang akan dibahas secara sekilas saja. Dalam laporan tugas elemen mesin II ini membatasi permasalan hanya pada perhitungan beberapa komponen pada roda gigi. Metode pengukuran yang kami pilih sangat sederhana, dengan menghitung kembali roda gigi dengan melihat spesifikasi pada kendaraan bermotor.
1.3 Tujuan Adapun tujuan dari mata kuliah ini adalah sebagai berikut : 1. Mengenal beberapa komponen mesin beserta beban utamanya. 2. Memahami tahap-tahap perancangan roda gigi. 3. Mampu membuat gambar sket dan gambar teknik dari komponen yang dirancang. 4. Menentukan variable yang akan ditemukan di lapangan.
1.4 Sistematika Penulisan dan Pembahasan Dalam laporan ini penulis melakukan pembahasan secara sistematis dengan sistematik sebagai berikut : Bab I berisi tentang latar belakang desain, batasan masalah beserta tujuan penulis dalam mengerjakan tugas elemen mesin.
2
Bab II berisi tentang teori dasar tentang komponen-komponen pada roda gigi. Bab III berisi perhitungan roda gigi pada kendaraan bermotor sesuai spesifikasi yang telah di pilih pada tipe kendaraan. Bab IV analisa dan pembahasan Bab V berisi tentang kesimpulan hasil perhitungan dan analisa roda gigi. Daftar Pustaka Daftar Gambar Lampiran
3
BAB II TINJAUAN PUSTAKA Jika dari dua buah roda berbentuk silinder atau kerucut yang saling bersinggungan pada kelilingnya salah satu di putar maka yang lain akan ikut berputar pula. Alat yang menggunakan cara kerja semacam ini untuk mentransmisikan daya tersebut roda gesek. Cara ini cukup baik untuk menurunkan daya kecil dengan putaran yang tidak perlu tepat. Guna mentransmisikan daya besar dan putaran yang tepat tidak dapat dilakuka dengan roda gesek. Untuk ini, kedua tersebut harus dibuat bergigi dan kelilingnya sehingga penerusan daya dilakukan oleh roda gigi-gigi kedua roda yang saling terkait. Roda bergigi semacam ini, yang dapat berbentuk silinder atau kerucut, disebut roda gigi. Diluar cara transmisi di atas, ada cara lain pula untuk menenruskan daya, yaitu dengan sabuk atau rantai. Namun demikian, transmisi mempunyai keunggulan dibandingka dengan sabuk maupun rantai karena lebih ringkas, putaran lebih tinggi dan tepat, dan daya lebih besar. Kelebihan ini tidak selalu menyebabkan dipilihnya roda gigi disamping cara yang lain, karena memerlukan ketelitian yang lebih besar dalam pembuatan, pemasangan, maupun pemeliharaan. Pemakaian roda gigi sebagai alat transmisi telah menduduki tempat terpenting disegala bidang selam 200 tahun terakhir ini. Penggunaan nya dimulai dari alat pengukur yang kecil dan teliti seperti jam tangan, sampai roda gigi reduksi pada turbun besar yang berdaya puluhan megawatt. Dalam bab ini, akan dibahas terlebih dahulu penggolongan roda gigi, dan kemudian diuraikan nama setiap bagian roda gigi , cara menyatakan ukuran roda gigi, dan kemudian peristilahan, untuk roda gigi lurus yang merupakan roda gigi palin dasar yang lain. Dalam hal profil gigi, disini akan hanya dibicarakan profil gigi involut atau evolven saja, karena profil ini hanya satu-satunya yang dipakai secara umum. Dalam hal “roda gigi dengan perubahan kepala” (atau modifikasi kepala) dan
4
perhitungan kekuatan roda gigi, akan di perkenalkan metode perancanaan terbaru secar terperinci, dengan bantuan diagram aliran. Dalam hal roda gigi kerucut , kita akan hanya membatasi pada roda gigi kerucut lurus dengan gigi tirus Gleason. Sedangkan untuk roda gigi cacing, akan diuraikan metode perancangan pada roda gigi cacing silinder, yang merupakan bentuk paling dasar.
Klasifikasi Rodagigi
2.1
Rodagigi diklasifikasikan sebagai berikut : Menurut letak poros. Menurut arah putaran. Menurut bentuk jalur gigi
2.2
Menurut Letak PoroS Menurut letak poros maka rodagigi diklasifikasikan seperti tabel berikut :
TABEL 2. 1 Klasifikasi roda gigi
Letak Poros
Roda Gigi
Keterangan
Roda gigi dengan poros Roda gigi lurus
Klasifikasi
sejajar
bentuk alur gigi
Roda gigi miring
atas
dasar
Roda gigi miring ganda Roda gigi dengan poros Roda gigi kerucut lurus
Klasifikasi
berpotongan
bentuk jalu gigi
Roda gigi kerucut spiral
atas
dasar
Roda gigi kerucut zerol Roda gigi kerucut miring Roda gigi miring ganda Roda
gigi
permukaan Roda gigi dengan poros
dengan poros berpotongan
berpotongan
berbentuk
isitimewa Roda gigi miring silang
Kontak gigi gerak lurus
Batang gigi miring silang
dan berputar
5
Roda gigi dengan poros Roda gigi cacing silindris. silang
Kontak gigi lurus dan
Roda gigi cacing selubung berputar. ganda. Roda gigi cacing samping. Roda gigi hyperboloid. Roda gigi hypoid. Roda
gigi
permukaan
silang. 2.1.2
Menurut arah putaran Menurut arah putarannya, rodagigi dapat dibedakan atas : Rodagigi luar ; arah putarannya berlawanan. Rodagigi dalam dan pinion ; arah putarannya sama
2.1.3
Menurut bentuk jalur gigi Berdasarkan bentuk jalur giginya, rodagigi dapat dibedakan atas :
a) Rodagigi Lurus Rodagigi lurus digunakan untuk poros yang sejajar atau paralel. Dibandingkan dengan jenis rodagigi yang lain rodagigi lurus ini paling mudah dalam proses pengerjaannya (machining) sehingga harganya lebih murah. Rodagigi lurus ini cocok digunakan pada sistim transmisi yang gaya kelilingnya besar, karena tidak menimbulkan gaya aksial.
Gambar 2 1 Rodagigi Lurus
6
Ciri-ciri rodagigi lurus adalah : 1.
Daya yang ditransmisikan < 25.000 Hp
2.
Putaran yang ditransmisikan < 100.000 rpm
3.
Kecepatan keliling < 200 m/s
4.
Rasio kecepatan yang digunakan
Untuk 1 tingkat ( i ) < 8
Untuk 2 tingkat ( i ) < 45
Untuk 3 tingkat ( i ) < 200
( i )
= Perbandingan kecepatan antara penggerak dengan
yang digerakkan 5.
Efisiensi keseluruhan untuk masing-masing tingkat 96% - 99% tergantung disain dan ukuran.
Jenis-jenis rodagigi lurus antara lain : 1. Rodagigi lurus (external gearing) Rodagigi lurus (external gearing) ditunjukkan seperti gambar 2.2. Pasangan rodagigi lurus ini digunakan untuk menaikkan atau menurunkan putaran dalam arah yang berlawanan.
Gambar 2.2 Rodagigi Lurus Luar
2. Rodagigi dalam (internal gearing) Rodagigi dalam dipakai jika diinginkan alat transmisi yang berukuran kecil dengan perbandingan reduksi besar.
7
3. Rodagigi Rack dan Pinion Rodagigi Rack dan Pinion (gambar 2.3) berupa pasangan antara batang gigi dan pinion rodagigi jenis ini digunakan untuk merubah gerakan putar menjadi lurus atau sebaliknya.
Gambar 2.3 Rodagigi Rack dan Pinion
4. Rodagigi permukaan Rodagigi lurus permukaan (gambar 2.4) memiliki dua sumbu saling berpotongan dengan sudut sebesar 90.
Gambar 2.4 Rodagigi Permukaan
b) Rodagigi Miring
Rodagigi miring (gambar 2.5) kriterianya hampir sama dengan rodagigi lurus, tetapi dalam pengoperasiannya rodagigi miring lebih lembut dan tingkat kebisingannya rendah dengan perkontakan antara gigi lebih dari 1.
8
Gambar 2.5 Rodagigi Miring
Ciri-ciri rodagigi miring adalah : 1.
Arah gigi membentuk sudut terhadap sumbu poros.
2.
Distribusi beban sepanjang garis kontak tidak uniform.
3.
Kemampuan pembebanan lebih besar dari pada rodagigi lurus.
4.
Gaya aksial lebih besar sehingga memerlukan bantalan aksial dan rodagigi yang kokoh.
Jenis-jenis rodagigi miring antara lain : 1. Rodagigi miring biasa
Gambar 2.6 Rodagigi Miring Biasa
2. Rodagigi miring silang
Gambar 2.7 Rodagigi Miring Silang
9
3. Rodagigi miring ganda
Gambar 2.8 Rodagigi Miring Ganda
4. Rodagigi ganda bersambung
Gambar 2.9 Rodagigi Ganda Bersambung
c) Rodagigi Kerucut Rodagigi kerucut (gambar 2.10) digunakan untuk mentransmisikan 2 buah poros yang saling berpotongan.
Gambar 2.10 Rodagigi Kerucut
Jenis-jenis rodagigi kerucut antara lain : 1. Rodagigi kerucut lurus
10
Gambar 2.10 Rodagigi Kerucut Lurus
2. Rodagigi kerucut miring
Gambar 2.11 Rodagigi Kerucut Miring
3. Rodagigi kerucut spiral
Gambar 2.12 Rodagigi Kerucut Spiral
4. Rodagigi kerucut hypoid
Gambar 2.13 Rodagigi Kerucut Hypoid
d) Rodagigi Cacing
11
Ciri-ciri rodagigi cacing adalah: 1.
Kedua sumbu saling bersilang dengan jarak sebesar a, biasanya sudut yang dibentuk kedua sumbu sebesar 90.
2.
Kerjanya halus dan hampir tanpa bunyi.
3.
Umumnya arah transmisi tidak dapat dibalik untuk menaikkan putaran dari roda cacing ke cacing (mengunci sendiri).
4.
Perbandingan reduksi bisa dibuat sampai 1 : 150.
5.
Kapasitas beban yang besar dimungkinkan karena kontak beberapa gigi (biasanya 2 sampai 4).
6.
Rodagigi cacing efisiensinya sangat rendah, terutama jika sudut kisarnya kecil.
Batasan pemakaian rodagigi cacing adalah: a)
Kecepatan rodagigi cacing maksimum 40.000 rpm
b)
Kecepatan keliling rodagigi cacing maksimum 69 m/s
c)
Torsi rodagigi maksimum 70.000 m kgf
d)
Gaya keliling rodagigi maksimum 80.000 kgf
e)
Diameter rodagigi maksimum 2 m
f)
Daya maksimum1.400 Hp
Peningkatan pemakaian rodagigi cacing seperti gambar 2.15, dibatasi pada nilai i antara 1 sampai dengan 5, karena dengan ini bisa digunakan untuk mentransmisikan daya yang besar dengan efisiensi yang tinggi dan selanjutnya hubungan seri dengan salah satu tingkat rodagigi lurus sebelum atau sesudahnya untuk dapat mendapat reduksi yang lebih besar dengan efisiensi yang lebih baik.
12
Gambar 2.14 Rodagigi Cacing
Pemakaian dari rodagigi cacing meliputi: gigi reduksi untuk semua tipe transmisi sampai daya 1.400 Hp, diantaranya pada lift, motor derek, untuk mesin tekstil, rangkaian kemudi kapal, mesin bor vertikal, mesin freis dan juga untuk berbagai sistim kemudi kendaraan. 1. N-worm atau A-worm Gigi cacing yang punya profil trapozoidal dalam bagian normal dan bagian aksial, diproduksi dengan menggunakan mesin bubut dengan pahat yang berbentuk trapesium, serta tanpa proses penggerindaan. 2.
E-worm Gigi cacing yang menunjukkan involut pada gigi miring dengan antara 87sampai dengan 45o .
3. K-worm Gigi cacing yang dipakai untuk perkakas pahat mempunyai bentuk trapezoidal, menunjukkan dua kerucut.
4.
H-worm Gigi cacing yang dipakai untuk perkakas pahat yang berbentuk cembung.
Tipe-tipe dari penggerak rodagigi cacing antara lain : a. Cylindrical worm gear dengan pasangan gigi globoid
13
Gambar 2.15 Cylindrical Worm Gear Dengan Pasangan Gigi Globoid
b. Globoid worm gear dipasangkan dengan rodagigi lurus
Gambar 2.16 Globoid Worm Gear Dipasangkan Dengan Rodagigi Lurus
c. Globoid worm drive dipasangkan dengan rodagigi globoid
Gambar 2.17 Globoid worm drive dipasangankan dengan rodagigi globoid
d. Rodagigi cacing kerucut dipasangkan dengan rodagigi kerucut globoid yang dinamai dengan rodagigi spiroid (gambar 2.20)
14
Gambar 2.18 Rodagigi cacing kerucut dipasangkan dengan rodagigi kerucut globoid
2.2
Perbandingan Putaran dan Perbandingan Rodagigi Jika putaran rodagigi yang berpasangan dinyatakan dengan n 1 (rpm) pada poros
penggerak dan n 2 (rpm) pada poros yang digerakkan, diameter lingkaran jarak bagi d 1 (mm) dan d 2 (mm) dan jumlah gigi z 1 dan z 2 , maka perbandingan putaran u adalah :
u
n1 d1 m . z1 z1 1 n2 d 2 m . z 2 z 2 i z1 i z2
Harga i adalah perbandingan antara jumlah gigi pada rodagigi dan pinion, dikenal juga sebagai perbandingan transmisi atau perbandingan rodagigi. Perbandingan ini dapat sebesar 4 sampai 5 dalam hal rodagigi lurus standar, dan dapat diperbesar sampai 7 dengan perubahan kepala. Pada rodagigi miring ganda dapat sampai 10. Jarak sumbu poros aluminium (mm) dan diameter lingkaran jarak bagi d 1 dan d 2 (mm) dapat dinyatakan sebagai berikut :
a
(d1 d 2 ) m ( z1 z 2 ) 2 2
d1
2a i 1
d2
2 a .i i 1
15
2.3
Nama-nama Bagian Rodagigi Berikut beberapa buah istilah yang perlu diketahui dalam perancangan
rodagigi yang perlu diketahui yaitu : 1. Lingkaran pitch (pitch circle) Lingkaran khayal yang menggelinding tanpa terjadinya slip. Lingkaran ini merupakan dasar untuk memberikan ukuran-ukuran gigi seperti tebal gigi, jarak antara gigi dan lain-lain. 2. Pinion Rodagigi yang lebih kecil dalam suatu pasangan roda gigi. 3. Diameter lingkaran pitch (pitch circle diameter) Merupakan diameter dari lingkaran pitch. 4. Diametral Pitch Jumlah gigi persatuan pitch diameter 5. Jarak bagi lingkar (circular pitch) Jarak sepanjang lingkaran pitch antara profil dua gigi yang berdekatan atau keliling lingkaran pitch dibagi dengan jumlah gigi, secara formula dapat ditulis : t=
d b1 z
6. Modul (module) perbandingan antara diameter lingkaran pitch dengan jumlah gigi. m=
d b1 z
7. Adendum (addendum) Jarak antara lingkaran kepala dengan lingkaran pitch dengan lingkaran pitch diukur dalam arah radial.
16
8.
Dedendum (dedendum) Jarak antara lingkaran pitch dengan lingkaran kaki yang diukur dalam arah radial.
9. Working Depth Jumlah jari-jari lingkaran kepala dari sepasang rodagigi yang berkontak dikurangi dengan jarak poros. 10. Clearance Circle Lingkaran yang bersinggungan dengan lingkaran addendum dari gigi yang berpasangan. 11. Pitch point Titik singgung dari lingkaran pitch dari sepasang rodagigi yang berkontak yang juga merupakan titik potong antara garis kerja dan garis pusat. 12. Operating pitch circle lingkaran-lingkaran singgung dari sepasang rodagigi yang berkontak dan jarak porosnya menyimpang dari jarak poros yang secara teoritis benar. 13. Addendum circle Lingkaran kepala gigi yaitu lingkaran yang membatasi gigi. 14. Dedendum circle Lingkaran kaki gigi yaitu lingkaran yang membatasi kaki gigi. 15. Width of space Tebal ruang antara rodagigi diukur sepanjang lingkaran pitch. 16. Sudut tekan (pressure angle) Sudut yang dibentuk dari garis normal dengan kemiringan dari sisi kepala gigi. 17. Kedalaman total (total depth) Jumlah dari adendum dan dedendum. 18. Tebal gigi (tooth thickness)
17
Lebar gigi diukur sepanjang lingkaran pitch. 19. Lebar ruang (tooth space) Ukuran ruang antara dua gigi sepanjang lingkaran pitch 20. Backlash Selisih antara tebal gigi dengan lebar ruang. 21. Sisi kepala (face of tooth) Permukaan gigi diatas lingkaran pitch 22. Sisi kaki (flank of tooth) Permukaan gigi dibawah lingkaran pitch. 23. Puncak kepala (top land) Permukaan di puncak gigi 24. Lebar gigi (face width) Kedalaman gigi diukur sejajar sumbunya.
18
BAB III PERHITUNGAN RODA GIGI 3.1 Motor Yamaha Vixion Fuel Injection 2012
Gambar 3.1 Sepeda Motor Yamaha Vixion Fuel Injection 2012
Tipe Mesin
:
Jumlah / Posisi Silinder Volume Silinder Diameter x Langkah Perbandingan Kompresi Daya Maksimum Torsi Maksimum Sistem Starter Sistem Pelumasan Kapasitas Oli Mesin Sistim Bahan Bakar Tipe Kopling Tipe Transmisi Pola Pengoperasian Transmisi Tipe Rangka Suspensi Depan Suspensi Belakang Ban Depan Ban Belakang
: : : : : : : : : : : :
4 Langkah, 4 Valve SOHC - Fuel Injection, Berpendingin Cairan Cylinder Tunggal / Tegak 149,8 cc 57,0 x 58,7 mm 10,40 :1 11,1 kW / 8500 rpm 13,1 Nm / 7500 rpm Electric Starter dan Kick Starter Basah Total : 1,15 Liter / Penggantian Berkala : 0,95 Liter Throtlle body AC 28 -1 Basah, Kopling Manual, Multiplat Return, 5 Kecepatan
:
1-N-2-3-4–5
: : : : :
Pressed Backbone (Deltabox) Teleskopik Lengan Ayun, Link Suspensi Monocross 2,75 â€" 17 41P 90/90 â€" 17M/C 49P
19
Rem Depan Rem Belakang Sistem Pengapian Battery Busi PxLxT Jarak Sumbu Roda Jarak Terendah Ke Tanah Tinggi Tempat Duduk Berat Isi Kapasitas Tangki Bensin
3.2
: : : : : : : : : : :
Cakram Tromol T.C.I. / Transistorized Coil Ignition (Digital) YTZ4V-MF (MF Battery 12V 3 Ah) CR8E (NGK) / U24ESR-N (DENSO) 2.000 m x 705 mm x 1.035 mm 1.282 mm 167 mm 790 mm 125 kg 12 Liter
Menentukan Ukuran Roda Gigi Untuk merancang roda gigi yang mampu mentransmisikan daya maksimum
sebesar 11.1 kw pada putaran 8500 rpm dan torsi maksimum 13.1 Nm pada putaran 7500 rpm. Pada motor “ Yamaha Vixion Fuel Injection 2012” dan direncanakan menggunakan roda didi lurus. Hal – hal yang direncanakan diantara lain: Perbandingan reduksi
= 4.0
Jarak sumbu poros,a
= 200 mm
Sudut tekanan,
= 20⁰
Bahan pinyon
= S35C
Bahan roda gigi besar
= FC30
Penyelesaian: 1. P = 11.1 (kw) n₁ = 8500 (rpm) i≈4 a ≈ 200 (mm) 2. Daya motor adalah 11.1 kw , sudah termasuk kelebihan daya ; jadi dapat diambil fc = 1. 3. Pd = 1.0 x 11.1 = 11.1 (kw)
20
2 𝑥 200
4. d’₁ =
1+4
d’₂ =
= 80 (𝑚𝑚)
2 𝑥 200 𝑥 4 1+4
= 320 (𝑚𝑚)
5. Dari diagram pemilihan modul. m = 3, αₒ = 20⁰ 6. Z₁ ≈ 80/30 = 26.6 Z₂ ≈ 320/3 = 106.6 Perbandingan 27:107 (1 : 3.963) merupakan bilangan perbandingan tidak bulat yang terdekat 1 : 4 akan dipilih (kemungkinan lain misalnya 26:106, 26:107, 27:106). Z₁ = 27, Z₂ = 107, I = 107/27 ≈3.96, roda gigi standar. 7. dₒ₁ = 27x3 = 81 (mm) dₒ₂ = 107x3 = 321 (mm) ( 81+321 )
aₒ =
2
= 201 (𝑚𝑚)
8. Misalkan : Ck = 0.25 x 3 = 0.75 (mm), Cₒ=0 9. dĸ₁ = (27+2)x3 = 87 (mm) dĸ₂ = (107+2)x3 = 201 (mm) df₁ = (27-2) x 3 – 2 x 0.75 = 73.5 (mm) df₂ = (107-2) x 3 – 2 x 0.75 = 313.5 (mm) H = 2 x 3 + 0.75 = 6.75 (mm) 10. Y₁ = 0.349 Y₂ = 0.446 + ( 0.459 – 0.446 )(7/50) = 0.448 11. V
𝑥 81 𝑥 8500 60 𝑥 1000
Ft =
102 𝑥 11.1 36.03
= 36.03 (𝑚𝑚) = 31.4 (𝑘𝑔)
12. Kecepatan v lebih dari 20 (m/s) 5.5
Fv = 5.5+ √36.03 = 0.47 13. Pinion : Kekuatan tarik S35C adalah : 𝜎ʙ₁ = 52 (kg/mm²) Kekerasan permukaan sisi gigi : Hʙ₁ = 187 ( rata-rata )
21
Roda gigi besar: 𝑘𝑔
Kekuatan tarik bahan FC30 : 𝜎ʙ2 = 30(𝑚𝑚 ) Kekerasan permukaan sisi gigi : Hʙ₂ = 215 ( rata-rata ) 𝑘𝑔
14. Tegangan lentur yang dizinkan S35C : 𝜎ₐ₁ = 26(𝑚 𝑚 2 ) Tegangan lentur yang dizinkan , F30C : 𝜎ₐ₂ = 13 (𝑘𝑔/𝑚𝑚²) Faktor tegangan kontak diambil antara baja dengan kekerasan (200HB), dengan besi cor : maka KH = 0.079(kg/mm²) 15. F’b₁ = 26 x 3 x 0.349 x 0.47 = 12.7 (kg/mm) F’b₂ = 13 x 3 x 0.448 x 0.47 = 8.21 (kg/mm) 2 𝑥 107
𝑘𝑔
F’н = 0.47 x 0.079 x 81 x 27+107 = 4.8 (𝑚𝑚 ) Harga minimum F’min is 4.8 kg/mm of F’н 16. b = F₁ / F’min = 31.4/4.8 = 6.54 (mm) 17. bahan poros : S30C-D , 𝜎ʙ = 58 𝜏ₐ =
𝑘𝑔 𝑚𝑚2
, 𝑆𝑓 1 = 6.5, 𝑆𝑓 2 = 2
58 𝑘𝑔 = 4.83 ( ) 6𝑥2 𝑚𝑚2
Bahan pasak : S40C 18. T₁ = 9.74 x 10⁵ x (11.1/8500) = 1271 (kg.mm) T₂ = 9.74 x 10⁵ x (11.1/8500/3.96) = 5036 (kg.mm) Kt = 1.5 , Cb = 2 5.1
1/3
= 15.9 (mm) → 16 (mm)
5.1
1/3
= 25.1 (mm) → 27 (mm)
ds₁ = (4.83 𝑥1.5𝑥2𝑥1271) ds₂ = (4.83 𝑥1.5𝑥2𝑥5036)
pasak 5 x 5, t₁ = 3 (mm), t₂ = 2.3 (mm) Sk₁ = 36.75 – (8+2.3) = 26.45 (mm) 19. b/m = 6.54 / 3 = 2.18 < (6-10) tidak sesuai d/b = 81/6.54 = 12.3 baik Sk₁/m = 26.45/3 = 8.8 > 2.2 baik
22
Kembali ke no.urut 5 dan mulai lagi, karena b/m biasanya arus kuran dari (610), sekalipun dalam roda gigi besar b dapat sampai 16m. 5’. m = 4 6’. Z₁ ≈ 80/4 = 20, Z₂ ≈ 320/4 = 80 Dipilih 20:81 dekat dengan 1:4 7’. do₁ = 20 x 4 = 80 (mm) do₂ = 81 x 4 = 324 (mm), ɑ = (80+324) / 2 = 202 (mm) 8’. Ck = 0.25 x 4 = 1.0 (mm), Co = 0 9’. dĸ₁ = (20+2) x 4 = 88 (mm) dĸ₂ = (81+2) x 4 = 332 (mm) df₁ = (20-2) x 4 – 2 x 2 = 68 (mm) df₂ = (81-2) x 4 – 2 x 2 = 312 (mm) H = 2 x 4 + 1 = 9 (mm) 10’. Y₁ = 0.346 Y₂ = 0.433 + ( 0.443-0.433 ) (5/25) = 0.435 11’. v = Ft =
𝜋 𝑥 80 𝑥8500 60 𝑥 1000 102 𝑥 11.1 35.5
= 35.5
𝑚 𝑠
= 31.8 (𝑘𝑔)
5.5
12’. Fv = 5.5+√35.5 = 0.48 13’, 14’ sama seperti semula 15’. F’b₁ = 26 x 4 x 0.346 x 0.48 = 17.2 (kg/mm) 23
F’b₂ = 13 x 4 x 0.435 x 0.48 = 10.8 (kg/mm) 2 𝑥 81
𝑘𝑔
F’H = 0.48 𝑥 0.079 𝑥 80 𝑥 20+81 = 4.86 (𝑚𝑚 ) F’min = 4.86 (kg/mm) 16’. b = 31.8 / 4.86 = 6.54 → 25 mm 19’. b/m = 25/4 = 6.25 sesuai d/b = 80/10 = 3.2 baik Sk₁/m = ((68/2) – (30/2) – 3.3))/4 = 5.2 baik 20’. m = 4, 𝛼ₒ = 20⁰ Z₁ =20, Z₂ = 81, I = 3.96 roda gigi standar ɑ = 202 (mm) d₁ = 80 (mm), d₂ = 324 (mm) dĸ₁ = 88 (mm), dĸ₂ = 332 (mm), H = 9 (mm) df₁ = 68 (mm), df₂ = 312 (mm) pinyon : S35C, roda gigi besar : F30 poros : S30C-D,ds₁ = 30 mm, ds₂ = 48 mm.
24
BAB IV HASIL DAN ANALISA Tabel 4.1 hasil perhitungan roda gigi Modul paham, m
4
Sudut tekan pahat 𝛼°
20⁰
Jumlah gigi
z₁ = 20 z₂ = 81 i = 3.96 roda gigi standar
Jarak sumbu poros ɑ
202 mm
Diameter luar
dĸ₁ = 88 mm dĸ₂ = 332 mm
Lebar gigi b
25 mm
Bahan roda gigi, dan
Pinyon : S35C, roda gigi besar:
perlakuan panas nya
F30
Bahan poros, dan perlakuan
Poros : S30C-D
panasnya Diameter poros
ds₁ = 30 mm ds₂ = 48 mm
25
BAB V KESIMPULAN 5.1
Kesimpulan Penulis menyimpulkan bahwa fungsi roda gigi adalah meneruskan daya dari putaran mesin keroda. Apabila dilihat dari pergesekan atau hubungan antara roda gigi 1 dengan yang lainnnya maka dapat dipastikan perpindahan roda gigi akan sangat kasar. Oleh karena itu diperlukan sinkroniser ring yang berfungsi untuk memperhalus roda gigi.
5.2
Saran Secara garis besar desain roda gigi tersebut sudah bagus, namun apabila diinginkan kecepatan yang lebih tinggi maka Z₁ bisa diperbesar dan Z₂ diperkecil.
26
DAFTAR PUSTAKA George H. Martin, Kinematik dan Dinamik Teknik , Edisi II, Erlangga, Jakarta, 1984 G. Neiman, Elemen Mesin, Erlangga Jakarta, 1986 Sularso.Ir.MSME,Elemen Mesin, PT.Pradya Paramita, Jakarta 1997 http://gokilsite.blogspot.co.id/2012/07/harga-yamaha-vixion-fuelinjection.html Diakses rabu, 21 desember 2016 Sumber : gokilsite.blogspot.co.id
27
LAMPIRAN Tabel 1. 1 Faktor bentuk gigi
28
Tabel 1. 2 Faktor Dinamis
Tabel 1. 3 Ukuran Pasak dan Alur Pasak
29
Tabel 1. 4 Tegangan lentur yang diizinkan 𝜎ɑ pada bahan roda gigi
30
