elmes2 gear&bearing

8/18/2019 Elmes2 Gear&Bearing

1/259

ELEMEN MESIN

KULIAH

BEARING

oleh:

ALIEF WIKARTA, PhD

Oktober 2013


2/259


3/259

Bearing

• Any drive which includes a rotating shaft uses

bearings to support and locate the shaft while

still allowing rotation with minimum friction

• The purpose of a bearing is to support a load

while permitting relative motion between two

elements of a machine.


4/259

Tribology: Friction, Lubrication, Wear

• The study of friction, lubrication, and wear, called tribology,involves many disciplines, such as solid mechanics, fluidmechanics, material science, and chemistry.

• Friction defines generally as the resistance to parallel

motion of mating surfaces.• Lubrication is used to minimize friction by introducing a film

of material that inherently reduces the force required tomove one component relative to its mating component.

• When the relative motion results in physical contact

between the surfaces of the mating components, some ofthe surface material can be removed, resulting in wear


5/259

A given bearing system can operate

with any of three types of lubrication

• Boundary lubrication: There is actual contact betweenthe solid surfaces of the moving and the stationaryparts of the bearing system, although a film oflubricant is present.

• Mixed-film lubrication: there is a transition zonebetween boundary and full-film lubrication.

• Full-film lubrication: the moving and stationary parts ofthe bearing system are separated by a complete film of

lubricant that supports the load. The termhydrodynamic lubrication is often used to describe thistype.


6/259

Lubrication Zone


7/259

Bearing Parameter

• At low of Bearing parameter, boundary lubrication occurs,and the coefficient of friction is high. For example, with asteel shaft sliding slowly in a lubricated bronze bearing, thevalue of f would be approximately 0.08 to 0.14.

• At high values of Bearing parameter, the full hydrodynamic

film is created and the value of f is normally in the range of0.001 to 0.005.

• It is recommended that designers avoid the mixed-filmzone because it is virtually impossible to predict theperformace of the bearing system. Because, a small change

in any of the three factors produces a large change in f,resulting in erratic performance of the machine.


8/259

Bearing Parameter

• Boundary lubrication should be expected for low-speedoperation with a surface speed less than about 10ft/min (0.05 m/s).

• It requires a surface speed of greater than 25 ft/min(0.13 m/s) continuously in one direction with anadequate supply of oil at a proper viscosity.

• The variables affecting the profuction of the filminclude the quantity of lubricant supplied, the adhesionof the lubricant to the surfaces, the materials of the journal and the bearing, the structural rigidity of the journal and the bearing, and the surface roughness ofthe journal and the bearing.


9/259

Stable/ Unstable Lubrication


10/259

Pumping Action


11/259

Hydrostatic Bearing


12/259

Newtonian Fluid


13/259

Absolute Viscosity


14/259

Flow through capillary tube

• Because many methods that are commonlyused to measure viscocoty make use of theflow through a capillary tube, it is importantto discuss the Hagan-Poliseuille law forlaminar flow through a capillary tube.

• Section 8-4, Figure 8-5, Equation 8-3 – 8-6

• Dynamic viscosity


15/259

• Viscosity measuring devices, Section 8-5

The time required for 60 cm3 of the oil to flow

through a capillary tube is recorded.

• Temperature effect of viscosity, Section 8-6

The viscosity of lubricants varies with changes in

temperature


16/259


17/259

Journal Bearings

A journal bearing is a simple

bearing in which a shaft, or

"journal", rotates in the bearing

with a layer of oil or grease

separating the two partsthrough fluid dynamic effects.

The shaft and bearing are

generally both simple polished

cylinders with lubricant filling

the gap.


18/259

Journal Bearing

18


19/259

Rolling Bearings

A rolling-element bearing is a bearing which carries a load by placing round elements

between the two pieces. The relative motion of the pieces causes the round

elements to roll (tumble) with little sliding.

Ball bearings Roller bearings


20/259

Rolling Bearing

20


21/259

Journal Bearing

21


22/259

22


23/259

Journal Bearing Nomenclature

23


24/259

24


25/259

Flow through capillary tube

• Because many methods that are commonlyused to measure viscocoty make use of theflow through a capillary tube, it is importantto discuss the Hagan-Poliseuille law forlaminar flow through a capillary tube.

• Section 8-4, Figure 8-5, Equation 8-3 – 8-6

• Dynamic viscosity

25


26/259

• Viscosity measuring devices, Section 8-5

The time required for 60 cm3 of the oil to flow

through a capillary tube is recorded.

• Temperature effect of viscosity, Section 8-6

The viscosity of lubricants varies with changes in

temperature

• Petroff’s Law, Section 8-7

26


27/259

27


28/259

28


29/259

Momentum Equation

29


30/259


31/259

31


32/259

32


33/259

33


34/259

34


35/259

35


36/259

36


37/259

37


38/259

38


39/259

Section 8-10. Design Charts

39


40/259

40


41/259

41


42/259

42


43/259

43


44/259

44


45/259

45


46/259

46


47/259

47


48/259


49/259

49


50/259

50


51/259

51


52/259

52


53/259

53


54/259

54


55/259

Molecular Bearing

55

G i


56/259

Grooving

56


57/259

Foreign Particle in Lining

POSSIBLE CAUSES

1. Improper cleaning of the parts prior to assembly.

2. Wear of other parts, resulting in small fragments of these parts entering the oil supply.

3. Neglected oil filter and/or air filter replacement. 57


58/259


59/259


60/259


61/259


62/259

Nonton Video

• Pemasangan Bearing

• Macam-macam Bearing


63/259


64/259


65/259


66/259


67/259


68/259


69/259

Macam Rolling Bearing


70/259


71/259

e


72/259

Ball Bearing


73/259

Angular Ball Bearing


74/259


75/259

Cylindrical Roller Bearing


76/259


77/259

Neddle Bearing


78/259

Spherical & Tapered

h


79/259

Thrust Bearing


80/259


81/259


82/259


83/259


84/259


85/259


86/259


87/259


88/259


89/259


90/259


91/259


92/259

Example 9 6 p 498


93/259

Example 9.6 p. 498

ELEMEN MESIN II


94/259

ELEMEN MESIN II

KULIAH IVSPUR GEAR

oleh:ALIEF WIKARTA, PhD

21 Okt 20131

MOTOR LISTRIK


95/259

ENGINE

POMPA

DAYANYA

DISALURKAN PAKAI

APA?

P i d h D (P T i i )


96/259

Pemindah Daya (Power Transmission)

Pemindah daya adalah elemen mesin untukmenyalurkan/ memindahkan daya darisumber daya (motor listrik, engine diesel,bensin, turbin uap, dll) ke mesin yangmembutuhkan daya (pompa, kompresor,mesin bubut, mesin produksi, dll).

Contoh: SHAFT, COUPLING, CLUTCH, BELT,

CHAIN, CABLE, GEAR


97/259

COUPLING

Pompa Sentrifugal dicoupling dengan


98/259

Motor Listrik

CLUTCH pada Mobil


99/259


100/259

Itu kan untuk yang putaran tetap.

Lha bagaimana untuk yang putaranberubah? Pakai pentransmisi daya yang

mana?

Elemen Mesin yang Kita Pelajari


101/259

Elemen Mesin yang Kita Pelajari


102/259

Kenapa kok pakai roda gigi dan belt,

apa memang bisa untuk putaranberubah ?

Review Kinematika


103/259

Roda Gigi dan Rantai


104/259


105/259

UNTUK LEBIH JELASNYA, LIAT FILM DULU YA ?

Contoh Aplikasi Roda Gigi


106/259

1

2

3

GEAR BOX TERDIRI DARI :1. BEVEL GEAR

2. HELICAL GEAR

3. HELICAL GEAR


107/259

GEAR BOX TERDIRI DARI :

1. ….2. ….

TRANSMISI DAYA FLEXIBLE


108/259

TRANSMISI DAYA FLEXIBLE

Transmisi Daya

Yang Flexible

TransmisiSabuk / Belt

Flat

BeltV Belt

Timing

Belt

TransmisiRantai / Chain

Roller

Chain

Silent

Chain

TransmisiKabel / Tali

Flat Belt


109/259

Flat Belt

V belt


110/259

Timing Belt


111/259

g


112/259

Roller Chain


113/259

Silent Chain


114/259

Silent Chain

Kabel / Tali


115/259


116/259

Apa saja yang dipelajari ?


117/259

Apa saja yang dipelajari ?

• Kinematika gerak• Bagian, terminologi, dan jenis transmisi daya

• Gaya-gaya yang bekerja

• Analisa kekuatan berdasarkan tegangan• Langkah-langkah mendesain

• Menentukan transmisi daya yang cocok

• Kegagalan yang biasa terjadi


118/259

SPUR GEAR


119/259

SPUR GEAR

• Digunakan untuk mentransmisikan daya danputaran antara 2 buah poros yang paralel /

sejajar

• Gigi-gigi nya dipotong paralel terhadap sumbuaksial dari poros

• Roda gigi yang lebih kecil disebut pinion dan

yang besar disebut gear

GAMBAR SPUR GEAR


120/259

LIAT FILM SPUR

GEAR

GAMBAR SPUR GEAR (2)


121/259

GEARPINION

Ada 2 macam Spur Gear:

• Eksternal gear

• Internal gear

EKSTERNAL GEAR


122/259

2211

2211

2211

..

..

..

t t N N

r r

d d

INTERNAL GEAR


123/259

2211

2211

2211

..

..

..

t t N N

r r

d d


124/259


125/259

Supaya gear bisa saling kontak dan

terhubung dengan baik, apakah

bentuk giginya boleh sembarangan?

Involute Gear Teeth


126/259

LIAT

FILMNYAJUGA

TERMINOLOGI


127/259

• Number of teeth ofthe gear (Nt)

• Diameter of pitch

circle (d)• Center distance (c)

• Circular pitch (p)

• Diametral pitch (P)


128/259

Circular pitch (p)


129/259

t N

d

p

.

Jarak antar gigi yang diukur pada pitch circlenya yaitu jarak

satu titik pada gigi sampai titik pada gigi berikutnya padakedudukan yang sama.

p = circular pitch

Nt= jumlah gigi (buah)

d = diameter pitch circle

Diametral pitch (P)


130/259

d

NP t

P = diametral pitch

Nt = jumlah gigi (buah)

d = diameter pitch circle

Ukuran relatif dari gigi-gigi pada sebuah roda gigi

Jumlah gigi tiap inchi lengkungan roda gigi.

Untuk diameter yang sama,semakin besar P maka jumlah

giginya akan semakin banyak

Diametral pitch (P)


131/259

Class Diametral pitch,

pd , in.-1

Coarse 1/2, 1, 2, 4, 6, 8, 10

Medium coarse 12, 14, 16, 18Fine 20, 24, 32, 48, 64,

72, 80, 96, 120, 128

Ultrafine 150, 180, 200

Supaya kedua gear

dapat terhubungmaka harus

memiliki diametral

pitch (P) yang sama

Liat

halaman 534

Gear Tooth Action


132/259

DE : Line of action / pressure line

Φ : Pressure Angle

Hubungan Pitch dan Base Circle


133/259

cos

cos

g bg

pbp

r r

r r

TERMINOLOGI (2)


134/259

adeclearance

ar r po


135/259

Addendum : a

Dedendum : de

Clearance : cLiat example 10-1 hal 527


136/259

Velocity Ratio dan Diagram Kecepatan


137/259

1

2

1

2

2

1

2

1

d

d

N

N

n

ni

t

t

Liat example 10-2 hal 528

2

1

2

1

1

2

1

2

d

d

N

N

n

nr

t

t v

Velocity Ratio Angka Transmisi


138/259


139/259


140/259

Gear Tooth Action


141/259

DE : Line of action / pressure line

Φ : Pressure Angle


142/259


143/259


144/259


145/259


146/259


147/259

Gaya-gaya pada Roda Gigi


148/259

Gaya gaya pada Roda Gigi (2)


149/259

Gaya-gaya pada Roda Gigi (2)

Gaya yang bekerja pada pressure line disebutdengan gaya normal

Gaya tersebut akan diuraikan menjadi dua gayayang saling tegak lurus (vektor gaya)

Yaitu :

gaya tangensial dan gaya radial


150/259

Kemana arah gaya-gaya pada

roda gigi itu ?


151/259

Liat example 10-5


152/259


153/259


154/259

Backlash


155/259

Different between toothspace and tooth width


156/259

Apa yang terjadi jika

backlash terlalu kecil ?

Kalo backlash terlalu besar ?

Recommended Minimum Backlash


157/259

Diametralpitch

pd , in.-1

Center distance, cd , in.

2 4 8 16 32

Backlash, bl , in.

1812

8

5

3

21.25

0.0050.006

0.007

-

-

--

0.0060.007

0.008

0.010

0.014

--

-0.009

0.010

0.012

0.016

0.021-

--

0.014

0.016

0.020

0.0250.034

--

-

-

0.028

0.0330.042

Contact Length


158/259

Terjadinya contact dimulai

ketika addendum daridriven/ follower (yang

digerakkan) memotong

pressure line dan berakhir

ketika addendum daridriver (penggerak)

memotong pressure line


159/259


160/259

f


161/259

Interference

• Apa itu interference ?

• Baca section 10-7 dan liat example 10-4


162/259

KULIAH V

ELEMEN MESIN IISPUR GEAR (Bending Stress Analysis)

OLEH:

ALIEF WIKARTA, Ph.D

JURUSAN TEKNIK MESIN, FTI – ITSSURABAYA, 2013

Failure pada Gear


163/259

Failure padaGear


164/259

Bending(Lewis

Equation)

Keausan(Buckingham

Equation)


165/259


166/259

Pitch line pitting on a case

hardened pinion which has

operated at high load and

low speed

Bending (Lewis Equation)


167/259

Lewis Equation


168/259

Lewis Equation (2)


169/259

Lewis Equation (3)


170/259

Lewis Equation (4)


171/259

Lewis Equation (10-22)


172/259

P

Y bS F

b ..

Where :

Y from table 10-2

S from table 10-3

Tabel 10-2 Lewis Form Factor


173/259

Tabel 10-2 Lewis Form Factor (lanj.)


174/259


175/259

Tabel 10-3 Safe Static Stress for Lewis Eq.


176/259

Keterbatasan Lewis Equation


177/259

AGMA Bending Equation (10-25)


178/259

Overload Correction Factor (Ko)

Due to shock loading use table 10 4


179/259

Due to shock loading, use table 10-4

Size Factor (Ks)

Due to nonuniformity of material properties


180/259

Due to nonuniformity of material properties,

It is a function of:• Tooth size

• Diameter of parts

• Face width

• Quality

• Hardenability

• Heat treatment of materials

Spur gear Ks = 1

Load Distribution Factor (Km)

Depends upon effects of : (use table 10-5)


181/259

p p ( )

misalignment, elastic deflection, and bearing


182/259


183/259

AGMA Allowable Design Equation (10-26)


184/259

vs

Compare between the actual bending stress

and stress with the maximum allowable design

Allowable stress for material (Sat)Table 10-7


185/259

Life Factor (KL)


186/259

Temperature Factor (KT) Eq 10-27


187/259

620

460 F T

T K

TF : peak operating oil temperature in degrees Fahrenheit

Factor of Safety (KR)


188/259


189/259

Latihan di Rumah


190/259

KULIAH


191/259

KULIAH

ELEMEN MESINHELICAL GEAR

OLEH:

ALIEF WIKARTA, PhD

JURUSAN TEKNIK MESIN, FTI – ITS

SURABAYA, 2013

Spur

Spur Gear vs Helical Gear


192/259

• Giginya dipotong paralel

terhadap sumbu aksial

• Hanya untuk poros yang

paralel• Batasan kecepatan

sampai 3600 rpm

• Giginya dipotong dalam bentukheliks dengan sudut tertentuterhadap sumbu roda gigi

• Umumnya untuk poros yangparalel

• Bisa digunakan sampaikecepatan 5000 rpm

Macam Kemiringan Sudut Heliks


193/259

Macam Kemiringan Sudut Heliks (2)


194/259

Left

Hand

Right

Hand

RightHand

Left

Hand

Pasangan helical gear harusmemiliki kemiringan yang

berlawanan arah

Terminologi Helical Gear Secara umum sama dengan

terminologi pada spur gear,


195/259

dengan tambahan :

Ψ : sudut kemiringan helical

gear, antara sumbu aksial poros

dengan helix

A-A : sumbu yang tegak lurus

dengan poros (transverse)

B-B : sumbu yang tegak lurus

dengan helix (normal)

p : circular pitch

pn : normal circular pitch

pa: axial pitch

Terminologi Helical Gear (2)

an p p p p cot;cos


196/259

nn

nt

p P Pp

P

P d

N

P cos;

Untuk memastikan

perpindahan gaya yanghalus, maka lebar gigi (b)

dari helical gear paling tidak

harus 20% lebih besar

daripada axial pitch (pa)

Tapi umumnya lebar gigi

minimal 2 kali dari axial pitch

Ψ

p

pn

pa

Ψ

b


197/259

Persyaratan Helical Gear

Syarat pasangan helical gear


198/259

Syarat pasangan helical gear

adalah harus memilikikesamaan:

• Sudut heliks ( )

• Diametral pitch (P )

• Sudut tekan ( )

Tapi harus beda dalam

apanya ?

Kontak pada Helical Gear

1 2


199/259

3 Kontak awal berupa titik,

kemudian menjadi garis seiring

terjadinya kontak yang terus

menerusKontak lebih smooth, tidak

berisik


200/259

Apa Helical Gear sebegitu-

baiknya hingga tidak punya

kekurangan ?

Gaya pada Helical Gear

F


201/259

F t

F r

F n

n

Ft : Gaya Tangensial

Fr : Gaya Radial

Fn : Gaya Normal

Fthrust : Gaya Aksial

Sebagai konsekuensi dari bentuk heliks

maka timbul gaya aksial

Gaya dan Sudut pada Helical Gear

Ft : Gaya Tangensial


202/259

Ψ

ΦΦn

Ft

Fa

Fr

Φ : pressure angle

Ψ : heliks angle

Φn : normal pressure angle

t y g

Fr : Gaya RadialFn : Gaya Normal

Fthrust : Gaya Aksial

Fn

Arah Gaya pada Helical Gear

Arah dari gaya tangensial dan gaya radial sama dengan

yang terjadi pada spur gear


203/259

y g j p p g

Sedangkan untuk arah gaya aksial tergantung darikemiringan heliks dan arah putarannya

Pakai ibu jari tangan kanan dan tangan kiri untuk

menentukan arah gaya aksial

Persamaan Gaya pada Helical Gear

12;

63000;

233000. dnV

Tnhp

d

T

V

hp F pt


204/259

F t

F r

F n

n

nnt r F F F sintan

coscos n

t n

F F

sincostan nnt thrust F F F

12630001d V p

Gaya aksial yang terjadi menyebabkan bearing yangdipakai juga harus mampu menahan gaya aksial sebaik

menahan gaya radial

costantan n


205/259

Lihat example 11-1Ditanya:

Gaya-gaya yang bekerja pada poros

Bearing untuk Menahan Gaya Aksial


206/259

Posisi bearing yang

menahan gaya aksial

Tipe bearing apa yang dapat

menahan gaya aksial?

Herringbone Gear

Herringbone Gear dipakai

untuk menghilangkan efek


207/259

Herringbone Gear

untuk menghilangkan efek

gaya aksial, kok bisa gitu?

Persamaan Geometris Helical Gear

N

Secara umum sama dengan spur gear


208/259

21

21

2

1

2

cos22

cos

costantan;

21

t t

n

t t

nt t

nt

t

v

N N p

P

N N d d c

p N p N d

N

N

r

Lihat example 11-2Ditanya: berapa jumlah gigi (Nt) dan nilai normal pressure

angle (Φn)

Diameter roda gigi

Center of distance

Kekuatan Helical Gear

Failure pada Gear Failure pada Gear t

p

d F V

F

78

78 d b F F

dw FF


209/259

nonob P

Y

bS bypS F 2cos

bQK d

F p

w

Bending

(Lewis Equation)

Keausan

(Buckingham Equation)

Bending

(Lewis Equation)

Keausan

(Buckingham Equation)

Dimana:

Pn : normal diamtral pitch

S dari table 10-3

Y dari table 10-2memakai jumlah gigi virtual,

apa itu?

78

p g

g

t t

t

g p

g

N N

N

d d

d Q

22

Where :

dp = diameter pinion

b = lebar gigi

K dari table 10-11

p g

g

t t

t

g p

g

N N

N

d d

d Q

22

Where :

dp = diameter pinion

b = lebar gigi

K dari table 10-11

3cos

Nt Nt e

d w F F

AGMA Bending Helical Gear • Metode AGMA: membandingkan antara tegangan terhitung (

t) dengan

tegangan desain ijin material (Sad

) dimana

Tegangan terhitung:

t ad S


210/259

Tegangan terhitung:

dimana:

F t = gaya tangensial b = lebar muka gigi

P = diametral pitch J = faktor geometri, gambar 11-9:12

K o = faktor beban lebih, tabel 10-4 K v = faktor dinamis, gambar 10-21

K s = faktor ukuran K m = faktor distribusi beban, tabel 10-5 Tegangan desain yang diijinkan:

dimana:

S at = tegangan material K R = faktor keamanan, tabel 10-9:10

K L = faktor umur, tabel 10-8 K T = 1 (faktor suhu). Untuk carburized

gears pada suhu diatas 160o F dapat digunakan persamaan:

bJ K

K PK K F

v

m sot t

RT

Lat ad

K K

K S S

620

460 F T

T K

Figure 11-9

Tergantung normal pressure angle


211/259

Figure 11-10

Kalo normal pressure angle nya tidak ada di fig 11-9 s/d 11-12 ?


212/259

Figure 11-13


213/259

AGMA Surface Helical Gear

CCCCF fmsot

Kekuatan keausan terhitung

HLCC

Kekuatan desain ijin material


214/259

dbI C

C C C C F

C v

f m sot

pt

RT

H L

acal C C

C C S S

Semua faktor koreksi nilainya sama dengan pada spur gear, kecuali Cmmemakai figure 11-14 dan I memakai persamaan berikut:

N

c

M

C I

12

sincos

g

g c

M

M C

Z

p M b

n

N 95.0

nnn p p b cos

sincos

sincos

122

12

11

2

22

2

2

22

r r ar

r r ar Z

I = faktor geometri, didapat dari persamaan

dimana:

dimana:

M N = gear rasio = 1/r v pnb = normal base pitch

dimana a = 1/ P n

Mg

Figure 11-14


215/259


216/259

Lihat example 11-3

Ditanya : Maksimum HP yang ditransmisikan,

memakai Lewis, Buckigham, dan AGMA

Helical Gear untuk Poros non Paralel

Arah sudut helix dari pinion

dan gear biasanya sama


217/259

Crossed Helical Gear

dan gear biasanya sama

Arah Gaya Aksial pada Crosses Helical Gear


218/259

Gear Design

Input


219/259

MOTOR GEAR

BOX

pOutput

Bagaimana desain roda gigi pada gear box

supaya dapat mentransmisikan putaran dari

6000 rpm menjadi 1000 rpm ?

Contoh Susunan Roda Gigi


220/259


221/259

Contoh Susunan Roda Gigi (3)


222/259


223/259

KULIAH


224/259

ELEMEN MESINWORM & BEVEL GEAR

OLEH:

ALIEF WIKARTA, PhD

JURUSAN TEKNIK MESIN, FTI – ITS

SURABAYA, 2013

Transmisi Daya Roda Gigi


225/259

Worm Gear


226/259

• Worm gear dipakai untukmenghubungkan poros yangtidak paralel/ sejajar dantidak berpotongan

• Pasangan worm gear terdiri

dari worm (screw) dan wormgear (helical gear)

• Umumnya poros yangdihubungkan oleh wormgear membentuk sudut 90º

Worm, berupa screwWorm gear, berupaHelical gear


227/259

Lihat bentuk dari

lebar giginya


228/259


229/259

Single enveloping

Hanya helical gear

saja yang berbentuk


230/259

saja yang berbentuk

cekung

Double enveloping

Helical gear dan

worm nya sama-

sama berbentukcekung


231/259

Mana yang termasuk

single enveloping dan

mana yang double

enveloping ?


232/259

Kalo ini ?

Macam Kemiringan Worm Gear


233/259


234/259


235/259

Ini termasuk

tipe kemiringan

yang apa ?

Worm Gear pada Gearbox


236/259

Putaran dari porosdriver dikurangi

pertama kali pada

helical gear kemudian

pengurangan putarankedua sekaligus

pengubahan arah poros

terjadi pada worm gear.

Mana poros input


237/259

Mana poros input

dan mana poros

outputnya ?

Apa tipe dari

kemiringan roda

giginya ?


238/259

Kalo

yang ini ?


239/259

Terminologi Worm Gear


240/259

Terminologi worm secaraumum sama dengan

terminologi pada screw

Terminologi gear secara

umum sama dengan

terminologi pada helical

gear

Terminologi Screw

pw

pg

w

wV

V

d

l

.tan


241/259

pww

Vpg = pitch line velocity of gear

Vpw = pitch line velocity of worm

λw = lead angle of worm

l = lead = Ntw x paw

dw = pitch diameter of worm

Multiple

threadedscrew

Hubungan worm dan gear

ww

0

090


242/259

g w

g g

ww

0

0

90

90

g w

g g

0

90

2

g w d d c

Ψ : Sudut heliks antara

kemiringan gigi dengan sumbuaksial

λ : Sudut lead antara kemiringan

gigi dengan sumbu putar

g w pc

d 32.2

875.0

2

g w d d c

g tg

tw

w

g

vd

l

N

N r

.


243/259

Lihat

Example 11-4


244/259

Arah dari gaya


245/259

aksial tergantung jenis kemiringan gigi

Prinsipnya sama

dengan gaya aksial

pada helical gear,

memakai tangan

kanan dan tangan

kiri

Posisi bearing

yang bisa


246/259

menahangaya aksial

Hati-hati dalam

menentukanarah putaran

pada helical gear

Bagaimana arah


247/259

Bagaimana arah

gaya-gaya pada

susunan roda gigi

untuk tiap poros di

samping ?

Elemen mesin yang digunakan untuk

Bevel Gear


248/259

mentransmisikan daya (meneruskanputaran) pada poros yang sumbunyasaling berpotongan.

Elemen mesin yang digunakan ketika arahdari putaran poros ingin diubah.

Biasanya sudut yang dibentuk oleh poros-poros tersebut adalah 900 namun dapatpula didesain untuk bekerja pada sudut-sudut yang lain.

Sifat Bevel Gear

Gear dapat meneruskan putaran dan daya pada poros


249/259

yang sumbunya saling berpotongan. Dalam beberapa roda gigi, tinggi gigi semakin kecil dari

ujung luar ke ujung dalam,dan dalam beberapa roda gigi

lain (spur/helical) tinggi gigi tetap sama.

Dengan menggunakan jumlah gigi yang berbeda dapatmengubah kecepatan rotasi.

Bentuk gigi yang biasa dipakaipada bevel gear:


250/259

• Bentuk gigi lurusRoda gigi dengan bentuk profil gigi beralur lurusdengan kondisi penggunaan untuk sumbu sejajar.

Penggunaan roda gigi lurus pada konstruksi general

mekanik yang sederhana sampai sedang putaran

dan beban relatif sedang

Bentuk gigi yang biasa diapakaipada bevel gear:


251/259

• Bentuk gigi miring atau helical Roda gigi dengan bentuk profil gigi beralur miringdengan kondisi penggunaan untuk sumbu sejajar.Penggunaan roda gigi miring pada konstruksi generalmekanik yang sederhana sampai sedang putaran danbeban relatif sedang.

• Bentuk gigi melengkung atau spherical Roda gigi dengan bentuk profil gigi beralur lengkungdan digunakan untuk putaran yang relatif lebih tinggi.

Kelebihan dan kekuranganbevel gear

Kelebihan


252/259

Gear jenis ini mengijinkan adanya perubahan sudut operasi.

Gear jenis ini mengijinkan adanya perubahan arah perputaranporos.

kekurangan Untuk satu gear didesain untuk bekerja dengan gear complemennyamembutuhkan kepresisian yang sangat tinggi

Poros harus mampu mendukung gaya yang signifikan

Timbul suara ketika berputar sangat tinggi Tidak dapat digunakan untuk shaft sejajar.

Regular Bevel Gear


253/259

Gaya pada Bevel Gear


254/259

FDB (Free Body Diagram)


255/259

BEVEL B

BEVEL A

Ft BFa B

Fa A

Ft A

Fr B

Fa A

Jadi,

Fa A = Fr B

Ft A = Fa B

Fr A = Ft B


256/259


257/259

Bagaimana arah

gaya-gaya pada

susunan roda gigidi samping ?


258/259


259/259

elmes2 gear&bearing

Documents