PEMBAHASAN
2.1 Definisi Roda Gigi.
Definisi roda gigi adalah salah satu bentuk sistem
transmisi yang mempunyai fungsi mentransmisikan gaya, membalikkan putaran,
mereduksi atau menaikkan putaran/ kecepatan. Umumnya roda gigi berbentuk
silindris, di mana di bagian tepi terdapat bentukan-bentukan yang menyerupai
(mirip) gigi ( bergerigi ).
Konstruksi roda gigi mempunyai prinsip kerja berdasarkan
pasangan gerak.Bentuk gigi dibuat untuk menghilangkan keadaan slip,sehingga
penyaluran putaran dan daya dapat berlangsung dengan baik.
Gambar.2.1 Arah putaran roda gigi
Selain itu dapat dicapai kecepatan keliling- (Vc) yang
sama pada lingkaran singgung sepasang roda gigi. Lingkaran singgung ini disebut
lingkaran pitch atau lingkaran tusuk yang merupakan lingkaran khayal pada
pasangan roda gigi, tapi berperan penting dalam perencanaan konstruksi roda
gigi. Pada sepasang roda gigi maka perlu diperhatikan, bahwa jarak lengkung
antara dua gigi yang berdekatan (disebut “pictch”) pada kedua roda gigi harus
sama, sehingga kaitan antara gigi dapat berlangsung dengan baik. Bentuk
lengkung pada suatu profil gigi, tidak dapat dibuat semaunya, melainkan
mengikuti kurva-kurva tertentu yang dapat menjamin terjadinya kontak gigi
dengan baik.
2.2 Jenis-jenis
Roda Gigi
Selanjutnya akan dijelaskan secara singkat tentang jenis
roda gigi.
A. Roda Gigi
Jenis jenis profil gigi pada Roda gigi :
1.
Profil gigi sikloida
( Cycloide)
Struktur gigi melengkung cembung dan cekung mengikuti
pola sikloida . Jenis gigi ini cukup baik karena presisi dan ketelitiannya
baik, dapat meneruskan daya lebih besar dari jenis yang sepadan, juga
keausannya dapat lebih lama. Tetapi mempunyai kerugian, diantaranya pembuatanya
lebih sulit dan pemasangannya harus lebih teliti ( tidak dapat digunakan
sebagai roda gigi pengganti/change wheel), dan harga lebih mahal.
2.
Profil gigi
evolvente
Struktur gigi ini berbentuk melengkung cembung, mengikuti
pola evolvente. Jenis gigi ini struktur cukup sederhana, cara pembuatanya lebih
mudah, tidak sangat presisi dan maupun teliti, harga dapat lebih murah , baik
ekali digunakan untuk roda gigi ganti. Jenis profil gigi evolvente dipakai
sebagai profil gigi standard untuk semua keperluan transmisi.
3.
Profil gigi khusus
Misalnya bentuk busur lingkaran dan miring digunakan
untuk transmisi daya yang besar dan khusus.
Gambar 2.1 bentuk busur lingkaran untuk transmisi daya
Berdasarkan srukturnya, bentuk gigi Roda gigi dibagi
menjadi:
1.
Gigi lurus ( spur
gear)
Bentuk gigi ini lurus dan paralel dengan sumbu roda gigi.
2.
Gigi miring (
helical gear)
Bentuk gigi ini menyilang miring terhadah sumbu roda
gigi.
3.
Gigi panah ( double
helical / herring bone gear)
bentuk gigi berupa panah atau miring dengan kemiringan
berlawanan.
4.
Gigi
melengkung/bengkok (curved/spherical gear )
Merupakan rodagigi yang mempunyai bentuk gigi melengkung
mengikuti pola tertentu ( lingkaran/ellips).
Dalam kerja dan pemasangannya roda gigi biasanya dipasang secara berpasangan. Terdapat dua buah roda gigi atau lebih. Oleh karena ini, akan menimbulkan sebuah kerjasama antar roda gigi. Kerjasama berdasarkan sumbunya akan dibedakan menjadi :
Dalam kerja dan pemasangannya roda gigi biasanya dipasang secara berpasangan. Terdapat dua buah roda gigi atau lebih. Oleh karena ini, akan menimbulkan sebuah kerjasama antar roda gigi. Kerjasama berdasarkan sumbunya akan dibedakan menjadi :
a.Sumbu roda gigi sejajar/paralel
Biasanya dapat berupa kerjasama rodagigi lurus, miring
atau spherical
b.Sumbu roda gigi tegak lurus berpotongan
Biasanya dapat berupa roda gigi trapesium/payung/ bevel
dengan profil lurus(radial), miring(helical) atau melengkung(spherical)
c.Sumbu roda gigi menyilang tegak lurus
Biasanya dapat
berupa roda gigi cacing(worm), atau roda gigi miring atau melengkung.
d.Sumbu roda gigi menyilang
Biasanya dapat berupa rodagigi skrup(screw/helical) atau
spherical.
e.Sumbu roda gigi berpotongan tidak tegak lurus
Biasanya dapat berupa roda gigi payung/trapesium atau
helical dll.
Kerjasama antar roda gigi ini harus memenuhi syarat.
Beberapa hal yang cukup penting pada kerjasama 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 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 )
3. Sudut tekanan harus sama ( sudut perpindahan daya antar gigi)
Sudut tekanan adalah sudut yang dibentuk antara garis
singgung dua roda gigi dan garis perpindahan gaya antar dua gigi yang bekerja
sama.
Ada dua macam roda gigi sesuai dengan letak giginya :
1)
Roda gigi dalam
(internal gear), yang mana gigi terletak pada bagian dalam dari lingkaran jarak
bagi.
2)
Roda gigi luar (
external gear), yang mana gigi terletak dibagian luar dari lingkaran jarak,
jenis roda gigi ini paling banyak dijumpai. Roda gigi dalam banyak dijumpai
pada transmisi roda gigi planit (planitary gear) dan roda gigi cyclo.
Apabila dua rodagigi dengan gigi luar maka putaran output
akan berlawanan arah dengan putaran inputnya, tetapi bila salah satu rodagigi
dengan gigi dalam maka arah putaran output akan sama dengan arah putaran input.
Bila kerjasama lebih dari dua rodagigi disebut transmisi kereta api (train
gear).
3.Roda gigi payung ( bevel gear)
Roda gigi payung atau roda gigi trapesium digunakan
apabila diinginkan antara sumbu input dan sumbu output menyudut 90 0. Bentuk
gigi yang biasa dipakai pada roda gigi payung :
Bentuk gigi lurus atau radial Bentuk gigi miring atau
helical
Bentuk gigi melengkung atau spherical.
Bentuk gigi melengkung atau spherical.
4.Roda gigi cacing ( worm gear)
Roda gigi cacing (worm) digunakan apabila diinginkan
antara sumbu input dan sumbu output menyilang tegak lurus .Roda gigi cacing
mempunyai karakteristik yang khas, yaitu input dan output tidak dapat
dipertukarkan. Jadi input selalu dari roda cacingnya (worm)
dari pertanyaan sederhana ini bisa ditelusuri dari
mekanisme kerja kendaraan.
Berdasarkan urutan kerja pergerakkan kendaraan bermotor bakar, sistem transmisi dipasang setelah mesin dan kopling. Mesin adalah sumber tenaga kendaraan, namun masalahnya tenaga yang dikeluarkan dapur pacu harus dikendalikan agar bisa dipakai sesuai kebutuhan. Disinilah sistem transmisi berfungsi yaitu sebagai pengatur besar-kecilnya tenaga mesin.
Dalam proses kerjanya transmisi besinergi dengan piranti kopling yang memiliki fungsi sebagai pemutus dan penerus arus tenaga. Dengan bantuan kopling, proses permindahan gigi transmisi bisa mudah dilakukan. Itu sebabnya pada model transmisi manual, sebelum memindahkan gigi transmisi, pengendara kendaraan roda empat harus menginjak pedal kopling terlebih dahulu. Khusus untuk transmisi otomatik, kerja kopling menggunakan prinsip sentrifugal bukan lagi perintah manual. Meski begitu, baik pada sistem manual atau otomatik, transmisi hanya memiliki satu tugas utama, yaitu memecah tenaga mesin menjadi dua unsur, torsi dan putaran. Transmisi mengatur besar keduanya sesuai kebutuhan. Pada kecepatan rendah, misalnya, mobil lebih membutuhkan torsi daripada putaran atau tenaga. Oleh karena itu, tenaga dari mesin “ditransfer” dalam bentuk torsi yang tinggi tetapi putaran rendah pada posisi gigi perseneling rendah. Sebaliknya, pada kecepatan tinggi, mobil lebih memerlukan putaran.
Berdasarkan urutan kerja pergerakkan kendaraan bermotor bakar, sistem transmisi dipasang setelah mesin dan kopling. Mesin adalah sumber tenaga kendaraan, namun masalahnya tenaga yang dikeluarkan dapur pacu harus dikendalikan agar bisa dipakai sesuai kebutuhan. Disinilah sistem transmisi berfungsi yaitu sebagai pengatur besar-kecilnya tenaga mesin.
Dalam proses kerjanya transmisi besinergi dengan piranti kopling yang memiliki fungsi sebagai pemutus dan penerus arus tenaga. Dengan bantuan kopling, proses permindahan gigi transmisi bisa mudah dilakukan. Itu sebabnya pada model transmisi manual, sebelum memindahkan gigi transmisi, pengendara kendaraan roda empat harus menginjak pedal kopling terlebih dahulu. Khusus untuk transmisi otomatik, kerja kopling menggunakan prinsip sentrifugal bukan lagi perintah manual. Meski begitu, baik pada sistem manual atau otomatik, transmisi hanya memiliki satu tugas utama, yaitu memecah tenaga mesin menjadi dua unsur, torsi dan putaran. Transmisi mengatur besar keduanya sesuai kebutuhan. Pada kecepatan rendah, misalnya, mobil lebih membutuhkan torsi daripada putaran atau tenaga. Oleh karena itu, tenaga dari mesin “ditransfer” dalam bentuk torsi yang tinggi tetapi putaran rendah pada posisi gigi perseneling rendah. Sebaliknya, pada kecepatan tinggi, mobil lebih memerlukan putaran.
2.3 Aplikasi Roda gigi spur gears.
Jenis-jenis Roda gigi dapat dibedakan pula dari keadaan
konstruksi alur bentuk gigi sena berdasarkan bentuk serta fungsi konstruksinya.
1. Roda Gigi Lurus
Adalah roda gigi dengan bentuk profil gigi beralur lurus
cengan kondisi penggunaan untuk sumbu sejajar. Pada konstmksi berpasangan ,
penggunaannya terdapat dalara tiga keadaa, yaitu :
a)
Roda Gigi lurus
eksternal (spur gear)
b)
Roda Gigi lurus internal (planetcry gear)
c)
Roda Gigi lurus Rack dan pinion.
Penggunaan Roda gigi lurus ini cukup luas terutama
spurgear pada konstruksi general mekanik yang sederhana sampai sedang putaran
dan beban relatip sedang. Dan ketiga jenis Roda gigi ini, rnaka Internal Gear
memilikitingkat kesuliian pemasangan yang agak sulit, sehubungan dalam
menentukan ketepatan pemasangan sumbu. Sedangkan untuk jenis Rack dan Pinion
Gear, mempunyai kekhususan dalam penggunaannya, yaitu untuk pengubah gerak
putar ke gerak lurus atau sebaliknya, sedangkan pada Rack gear mempunyai sumbu
Pitch yang lurus. Pembebanan pada gigi-giginya mempunyai distribusi beban yang
paling sederhana, yaitu gaya Normal yang terurai menjadi gaya keliling (gaya
targensial) dan gaya Radial.
Banyak sekali aplikasi-aplikasi roda gigi. Akan sering
dan banyak ditemui di mesin-mesin. Terutama di dalam gearbox. Di dalamnya
terdapat banyak roda gigi yang saling berkait dan bekerja sama. Selain di dunia
industri, pada mainan anak-anak juga banyak yang memanfaatkan roda gigi untuk
mengerakkan mainan itu.
Contoh lain penerapannya antara lain pada lift. Lift barang maupun lift penumpang, grab winch, hand winch, kerek dan lain-lain.
Contoh lain penerapannya antara lain pada lift. Lift barang maupun lift penumpang, grab winch, hand winch, kerek dan lain-lain.
Dalam paper ini akan sedikit dijelaskan mengenai aplikasi
roda gigi yang diterapkan pada sistem transmisi mobil. Pada presneling mobil
(kendaraan roda 4 atu lebih )
Ketika mengendarai kendaraan roda empat, pengemudi dituntut untuk paham cara memindahkan gigi transmisi mulai dari satu hingga mundur. Apa itu sistem transmisi dan mengapa memerlukan teknologi tersebut ? Jawaban tinggi daripada torsi. Gigi perseneling tinggi menjawabnya dengan menyediakan putaran tinggi namun torsi rendah.
Ketika mengendarai kendaraan roda empat, pengemudi dituntut untuk paham cara memindahkan gigi transmisi mulai dari satu hingga mundur. Apa itu sistem transmisi dan mengapa memerlukan teknologi tersebut ? Jawaban tinggi daripada torsi. Gigi perseneling tinggi menjawabnya dengan menyediakan putaran tinggi namun torsi rendah.
Fisik sistem transmisi dalam kendaraan terdiri dari
beberapa rangkaian roda gigi yang saling berpasangan, yaitu mata gigi pemutar
dan alur gigi putar. Setiap pasangan ini mewakili satu rasio gigi. Umumnya
model kendaraan standar memiliki lima tingkat kecepatan yang berbeda dan satu
mundur. Pilihan gigi 1 dan 2 merupakan rasio memiliki torsi tinggi yang
digunakan untuk mulai bergerak dan berakselerasi. Kemudian, gigi 3 dan gigi 4
yang digunakan untuk kecepatan normal. Gigi lima digunakan untuk memacu
kendaraan pada kecepatan tinggi.
Diakhir rangkaian seluruh roda gigi ada satu rangkaian
tambahan yang bertugas mereduksi kembali putaran poros, agar putarannya pas
dengan kebutuhan kecepatan putar roda. Roda gigi ini disebut sebagai final
gear. Seluruh rangkaian roda gigi ini dikemas dalam satu kotak khusus yang umum
disebut dengan nama gearbox .
Sistem transmisi berkembang sesuai dengan kemajuan
teknologi otomotif. Khusus teknologi manual yang pertama dikembangkan adalah
sistem unsynchronized transmission. Pergerakkan gigi memakai mekanisme sliding
atau konstruksi sejajar. Untuk bisa masuk, mata gigi pemutar dan alur gigi yang
akan diputar harus berada posisi yang pas. Sedikit saja tidak masuk, tuas akan
terasa keras, seolah ada yang menganjal. Itu sebabnya pada mobil modern,
teknologi ini sudah ditinggalkan.
Sebagai gantinya pabrikan mobil memakai teknologi bernama
synchornized transmission. Teknologi ini pertama kali diterapkan pada mobil
Porsche 356 produksi tahun 1952. Mekanisme kerjanya menggunakan sistem
menyamakan putaran antara gigi pemutar dengan gigi yang diputar. Selain itu,
bentuk giginya pun dipasang miring, seperti gigi nanas, yang selalu berkaitan
antara gigi pemutar dan gigi yang diputar. Sistem synchornized inilah yang
membuat proses perpindahan gigi menjadi lebih mudah. Mekanisme synchronized
diaplikasikan untuk gigi maju (1,2,3,4 dan 5). Sedangkan khusus untuk gigi
belakang masih memakai pola sliding. Itu sebabnya memasukkan gigi mundur
terkadang terasa keras dan susah.
Oleh karena fungsi transmisi sebagai pengatur besar
kecilnya arus tenaga dari mesin, maka pabrikan memanfaatkan teknologi ini untuk
menghemat biaya produksi mesin. Satu tipe mesin dipakai untuk menggerakkan
berbagai jenis kendaraan yang berbeda. Mesin berkapasitas 1.000 cc, misalnya,
selain untuk menggerakkan mobil minibus juga dapat dipakai sebagai dapur pacu
kendaraanmungil city car. Caranya dengan cara memakai rasio gigi yang berbeda.
Untuk mobil sedan menggunakan gigi berukuran kecil, sedangkan mobil minibus
yang lebih membutuhkan torsi besar memakai konstruksi gigi besar.
System
transmisi pada mobil mempuyai dua shat yang masing masing shaftnya mempunyaibanyak
gir untuk berpindah. Gir-gir ini dapat berpindah posisi bisa dilihat pada
gambar. Antara as no.1 dan no.4 tidak langsung terhubung tapi saling lepas yang
dihubungkan oleh as 2 atau 3 sehingga kecepatan putar yang terhubung dari mesin
ke roda akan berubah.
Demikianlah
spur gear yg banyak diaplikasikan pada system transmisi mobil,selain mobil
,mesin-mesin yang lain seperti transmisi msepeda motor juga memakai system spur
gears.
2.4 Gambar-gambar Contoh Spur Gears.
1. Pinion Gear
2. Tampak Samping (gigi)Spur Gear.
4.1 Kesimpulan
Roda gigi adalah suatu benda berbentuk silindris, di mana
di bagian tepinya terdapat profil yang menyerupai gigi. Ada beberapa macam
bentukan profil roda gigi. Di antaranya roda gigi silindris, roda gigi payung,
roda gigi cacing, dan bentukkan khusus lainnya. Setiap macam bentukan memeiliki
fungsi dan karakteristik yang berbeda beda. Namun pada intinya berfungsi
mentransmisikan gaya. Terdapat fungsi lain roda gigi salah satunya untuk
menaikkan atau menurunkan putaran ( kecepatan ). Salah satu penerapan spur
gears adalah sistem transmisi presneling pada kendaraan beroda empat. Beberapa
aplikasi lain yang yakni pada gearbox sebuah mesin. Di dalamnya terdapat
beberapa roda gigi yang bekerja sama untuk menjalankan sebagaimana fungsinya.
Tidak ada komentar:
Posting Komentar