## ANALISA PERANCANGAN RODA GIGI  LURUS MENGGUNAKAN MESIN KONVENSIONAL
Ir.Wisjnu P.Marsis,M.Eng 1 ,. Didi Agung 2
Lecture 1 ,College student 2 ,Departement of machine, Faculty of Engineering, University Muhammadiyah Jakarta, Jalan Cempaka Putih Tengah 27 Jakarta Pusat 10510, Tlp 021-4244016,4256024, email : wpmarsis@yahoo.com

## ABSTRAK
Dalam  perancangan  pembuatannya  menggunakan  mesin  frais  (milling)  dengan roda  gigi  yang  direncanakan  sesuai  tabel  roda  gigi  pengganti  adalah  jumlah giginya Z 1 27 dan Z 1 50 dengan bahan St 42, modul pisau 1,5 serta perhitungan roda  gigi  menggunakan  sistem  modul  dan  pembuatan  roda  gigi  menggunakan kepala pembagi (dividing head) pada mesin frais menggunakan sistem pembagian tidak langsung. Piring pembagi yang digunakan adalah piring pembagi seri B-2 yaitu dengan jumlah lubang 21-23-27-29-31-33.Hasil rancangan tersebut adalah roda  gigi  Z  27  kecepatan  linearnya  (v)  =  2,1195  m/s,  gaya  tangensial
,  beban  lentur  yang  diijinkan ,  faktor  dinamis ,  beban  permukaan dan  Kekuatan  tarik ( )
, tegangan lentur yang diizinkan ( ) . Roda gigi Z
50 kecepatan linearnya (v) = 3,925 m/s, gaya tangensial ,bebanlenturyangdiijinkan , faktor dinamis ,  beban  permukaan .  Kekuatan  tarik ( ) , tegangan lentur yang diizinkan ( ) .
Kesimpulannya adalah roda gigi ini adalah roda gigi reduksi u< 1 dan i>1. ratio transmisi atau angular velocity ( ) , perbandingan putaran (u) , Tegangan  geser  yang  terjadi  antara  roda  gigi  Z  27  dan  Z  50  adalah Momen puntir yang  terjadi  pada roda gigi Z 27 dan Z 50 adalah . Roda gigi ini konstruksinya lebih

## 1.PENDAHULUAN
Dalam  suatu  Perancangan  alat  yang  diharapkan  dapat  lebih  membantu  dalam menghemat biaya produksi yang dibutuhkan.  Untuk itu dirancang roda gigi lurus ( spur gear ) pengganti pada roda gigi transportir mesin bubut yang diharapkan fungsinya lebih baik  dengan  yang  beredar  dipasaran.  Di  pasaran  terdapat  beberapa  jenis  mesin  bubut salah  satunya  mesin  bubut  type  C  6127  A,  roda  gigi  transportirnya  mudah  mengalami kerusakan berupa gigi patah, aus atau berlubang dan tergores permukaannya. Roda gigi lurus yang akan dibuat ini yaitu bahannya adalah St 42.Dalam pengamatan ini salah satu faktor  yang  sangat  penting  untuk  dibuat  adalah  roda  gigi  lurus  transportir  maka  dalam kesempatan  ini  penulis  mencoba  membuat  sparepart  sendiri,  karena  jarang  dijual dipasaran.

## 2. DIAGRAM ALIR

## Perencanaan Gambar Kerja
Modul pahat 𝑚
Sudut tekanan pahat 𝛼 0 Jumlah gigi 𝑍 Diameter luar 𝑑 𝑘 (𝑚𝑚) Lebar sisi 𝑏 (mm) S T O P E N D Pemilihan Material Persiapan Alat Proses Pembuatan Komponen Apakah Ukuran Sesuai Dengan Gambar kerja Perancangan Roda Gigi Mulai

## 3. METODE PENELITIAN
Metode perancangan pembuatan roda gigi lurus pada komponen roda gigi transportir ini  menggunakan  beberapa  mesin  atau  alat  bantu  yang  sesuai  dengan  bentuk  dari komponen  yang  akan  dibuat.  Adapun  mesin  atau  alat  yang  digunakan  dalam  proses pembuatan roda gigi lurus ini antara lain : mesin gergaji bolak-balik, mesin bubut, mesin frais, alat ukur (mistar baja, jangka sorong, high gauge ), kikir dan alat bantu pembuatan.

## 4. DATA HASIL PENELITIAN
A. Analisa dan Perhitungan Roda Gigi
1. Analisa perhitungan roda gigi Z 27
a. Kecepatan Linear roda gigi v   : Kecepatan Linear roda gigi (m/s)
Gambar 4. 1. Ukuran roda gigi Z27
b..Gaya tangensial pada roda gigi
Gambar 4. 2. Gaya tangensial roda gigi Z 27

## B. Beban lentur yang diijinkan persatuan lebar sisi
Maka beban lentur yang diijinkan :
) / ( . . . ' mm N f y m F v a b  

## C. Faktor dinamis roda gigi

## D. Beban permukaan yang diijinkan persatuan lebar gigi
( ) ( ) ( )
2.Analisa perhitungan roda gigi Z 50
a. Kecepatan Linear roda gigi
Gambar 4. 3. Ukuran roda gigi Z 50
b. Gaya tangensial pada roda gigi
x 9,8 = 662,1 N
Gambar 4. 4. Gaya tangensial roda gigi Z 50
c.Beban lentur yang diijinkan persatuan lebar sisi
d.Faktor dinamis roda gigi
e.Beban permukaan yang diijinkan persatuan lebar gigi
( ) ( ) ( )

## f.Kecepatan Linear Roda Gigi
Kecepatan keliling merupakan kecepatan yang dicapai roda gigi dalam satu meter per detik. Beban Transmisi ( transmitted loaded ) dan Gaya Tangensial pada Roda Gigi
Gambar 4. 5. Arah gaya pada roda gigi
Sebelum  menghitung  gaya  tangensial  kita  hitung  beban  transmisi  yang  terjadi  pada roda gigi yaitu :
( )
( )
Kemudian  kita  dapat  menghitung  gaya  tangensial  dari  roda  gigi  1  terhadap  roda  gigi  2 dengan dapat dilihat pada gambar di bawah ini : Gambar 4. 6. Skema arah gaya pada roda gigi 2 F t F t 3 F 32 F r 32 20 0 F r 12 y 1
Maka dapat kita hitung gaya tangensial yang terjadi pada roda gigi 3 terhadap roda gigi 2 dimana :
Reaksi poros terhadap sumbu x dan y yaitu :
( )   (       (     )) 0,79 kN ( )   (        (     ))  Reaksi tumpuan pada poros :
√( ) ( )
√(    ) (    ) = √ = 1,85 kN
Untuk  menyempurnakan  proses  perancangan  pembuatan  roda  gigi  lurus, maka setelah semua komponen di buat maka dilakukan perhitungan. Adapun data pada roda pasangannya yaitu 50 dan data serta hasil perhitungannya untuk 27 sebagai berikut : Tabel 4. 1. Perencanaan roda gigi lurus 27 No Nama Simbol Perhitungan (Rumus) Hasil (mm) 1. Modul 1,5 2. Jumlah Gigi 27 3. Diameter Lingkaran tusuk atau lingkaran bagi atau pitch circle = 40,5 40, 5
4. Diameter Lingkaran kepala atau addendum circle ( ) (      ) 5. Diameter Lingkaran
kaki atau dedendum circle
6. Tinggi Kepala Gigi hk 7. Diamater lingkaran dasar atau base circle db 38,058 8. Kelonggaran atau clearance Cl 0,2355 9. Tusuk atau circular pitch t 4,71 10. Tinggi Kaki Gigi atau dedendum = 1,875 1,875 11. Tinggi kepala gigi atau addendum 1,5
12. Tinggi Gigi atau whole depth 13.  Tebal gigi atau tooth thickness 2,355 14. Lebar gigi atau face width 12 Tabel 4. 2. Data pasangan roda gigi yaitu roda gigi lurus 50 No Nama Simbol Perhitungan (Rumus) Hasil (mm) 1. Modul 1,5 2. Jumlah Gigi 50 3. Diameter Lingkaran tusuk atau lingkaran bagi atau pitch circle =
75
75
4. Diameter Lingkaran kepala atau addendum circle ( ) (      ) 5. Diameter Lingkaran
kaki atau dedendum circle
6. Tinggi Kepala Gigi hk 7. Diamater lingkaran dasar atau base circle db 70,47 8. Kelonggaran atau clearance Cl 0,2355 9. Tusuk atau circular pitch t 4,71 10. Tinggi Kaki Gigi atau dedendum = 1,875 1,875 11. Tinggi kepala gigi atau addendum 1,5 12. Tinggi Gigi atau whole depth 13.  Tebal gigi atau tooth thickness 2,355 14. Lebar gigi atau face width 15

## Ratio transmisi atau angular velocity
Diketahui daya yang akan ditransmisikan P = 2,6 kw Putaran poros penggerak n = 1000 rpm
Jadi jarak sumbu poros
Perpandingan putaran
Maka dapat diketahui
sehingga roda gigi untuk reduksi.
Jika momen puntir (disebut juga sebagai momen rencana) adalah T (kg.mm) maka
( ⁄ )( ⁄ ) Sehingga
Bila  momen  rencana  T  (kg.mm)  dibebankan  pada  suatu  diameter  poros (mm), maka tegangan geser (kg/mm 2 ) yang terjadi adalah
⁄
Bahan roda gigi St 42 :
1. Kekuatan tarik ( )
2. Kekerasan Brinell ( )
3. Tegangan lentur yang diizinkan ( )
Bahan roda gigi besar St 42 :
1. Kekuatan tarik ( )
2. Kekerasan Brinell ( )
3. Tegangan lentur yang diizinkan ( )

## C.Menentukan perhitungan kepala pembagi
Roda gigi dapat dikerjakan menurut metode pembagian atau metode dengan bantuan kepala pembagi, roda gigi menurut metode pembagian dapat di buat menggunakan mesin frais  yaitu  mesin  frais  universal.Cara  pembagian  roda  gigi  lurus  ada  dua  cara  yaitu pembagian  langsung  dan  tidak  langsung.  Berikut  ini  adalah  pembagian  roda  gigi  tidak langsung yaitu:Menentukan putaran engkol untuk = 27 adalah :
Piring pembagi yang digunakan adalah piring pembagi seri B-2 yaitu dengan jumlah lubang 21-23-27-29-31-33. Jadi engkol diputar 1 putaran penuh ditambah 13 lubang pada piringan pembagi yang mempunyai jumlah lubang 27.Menentukan putaran engkol untuk = 50 adalah :
Piring pembagi yang digunakan adalah piring pembagi seri A-1 yaitu dengan jumlah lubang  30-41-43-48-51-57.  Jadi  engkol  diputar  24  lubang  pada  piringan  pembagi  yang mempunyai jumlah lubang 30.

## 5.1.KESIMPULAN
Dari hasil yang telah didapatkan dalam proses pembuatan  dan perhitungan roda gigi lurus  trasnportir  untuk  tranmisi  ulir  pada  mesin  bubut,  maka  dapat  disimpulkan  sebagai berikut :
1. Bahan yang digunakan dalam pembuatan roda gigi lurus adalah St 42 dengan ukuran sebelum diproses pemesinan Ø 45 x 20 mm untuk Z 27 dan untuk Z 50 adalah Ø 80 x 24 mm.
2. Alat  dan  mesin  yang  digunakan  dalam  proses  pembuatan  roda  gigi  lurus  yaitu menggunakan mesin gergaji great captain , mesin bubut, pahat HSS, senter lepas, bor senter,  cekam  raham  3,  kunci  chuck  mesin  bubut, coolent, mesin  frais  horisontal, kepala  pembagi,  pisau  frais  roda  gigi  M  1.5,  cekam  raham  3,  Senter  tetap,  dudukan pisau, mandrel, kikir segitiga, mata bor Ø 8, Ø 12.5 mm, Ø 16 mm, Ø 18 mm, Ø 21 mm, jangka sorong, mistar baja, ragum meja.
3. Proses pemesinan pembuatan komponen roda gigi sesuai dengan langkah kerja, yaitu proses pembuatan roda gigi lurus (Z 27 dan Z 50) pengerjaan awal digunakan mesin bubut dan untuk pembuatan gigi-gigi digunakan mesin frais universal dan digunakan kepala  pembagi  untuk  mengatur  jarak  antara  gigi  dengan  teliti.  Dalam  pengefraisan roda gigi lurus digunakan pisau frais modul (m) 1.5 dengan jumlah roda gigi lurusnya Z 27 dan Z 50.
4. Roda  gigi  lurus  yang  dibuat  menggunakan  mesin  frais  dengan  bantuan  kepala pembagi  ( dividing  head )  yaitu  dengan  pembagian  tidak  langsung  untuk  Z  27  yaitu dan Z 50 adalah
.
5. Piring pembagi yang digunakan adalah piring pembagi seri B-2 yaitu dengan jumlah lubang 21-23-27-29-31-33.
6. Jarak kedua porosnya adalah
, sudut tekan 20 0 , ratio transmisi atau angular velocity ( ) , perbandingan  putaran  (u) ,  roda  gigi  ini  adalah  roda gigi reduksi u< 1 dan i>1.
7. Roda  gigi  Z  27  kecepatan  linearnya  (v)  =  2,1195  m/s,  gaya  tangensial , beban lentur yang diijinkan ,  faktor  dinamis ,  beban  permukaan dan  Kekuatan  tarik ( )
,  tegangan  lentur  yang  diizinkan ( ) dan faktor bentuk gigi adalah Y 0,349.
8. Roda  gigi  Z  50  kecepatan  linearnya  (v)  =  3,925  m/s,  gaya  tangensial , beban lentur yang diijinkan ,  faktor  dinamis ,  beban  permukaan .  Kekuatan  tarik ( ) tegangan  lentur  yang  diizinkan ( ) dan faktor bentuk gigi adalah Y 0,408.
9. Momen  puntir  yang  terjadi  pada  roda  gigi  Z  27  dan  Z  50  adalah
10. Tegangan geser yang terjadi antara roda gigi Z 27 dan Z 50 adalah
11. Roda  gigi  ini  konstruksinya  lebih  ringkas,  perawatan  lebih  mudah  dan  proses pemesinannya juga lebih mudah.

## 5.2.SARAN
1. Hendaknya dibuat perencanaan langkah kerja terlebih dahulu sehingga dalam proses pembuatannya dapat diminimalisir kesalahan yang mungkin dapat terjadi.
2. Mengingat  pentingnya  alat  ini  bagi  dunia  industri,  maka  perlu  dikembangkan  lagi sehingga lebih sempurna lagi fungsinya.

## DAFTAR REFERENSI
 Amstead,  B.H  dkk.  (1979). Teknologi  Mekanik  Jilid  1 (Sriati  Djaprie.  Terjemahan). Jakarta : Erlangga.
 Ir. Sularso, MSME.(1997). Dasar Perencanaan dan Pemilihan Elemen Mesin . Jakarta P.T. Pradnya Paramita
 Achamd Zainun, Msc,Ir. (1999). Elemen Mesin 1. Bandung : PT Refika Aditama.
 Solih Royana. (2000). Pekerjaan Pemesinan. Bandung : CV. Armico.
 Terheijden, C.V. dan Harun. (1981). Alat-Alat Perkakas 3. Bandung : Bina Cipta.
 Sighley, J.E. & Mischlee C.R. (1989). Mechanical Engineering Design . Fifth edition. Mc. Grw Hill Book Company : New York.
 Herman  R  &  Wilhelm  M.  (1976).  Maschim  Elemente.  Vieweg  Facbucher  der Technik. Printed in Germany.
 Moyun Marbun, BE. (1983). Menggambar Teknik . Bandung : M2S.