PENERUS DAYA (2)

2. RANTAI

       Pada kegiatan belajar sebelumnya mengenai sabuk, slip dapat saja terjadi. Untuk menghindari terjadinya slip maka digunakan rantai baja. Rantai yang terdiri dari sejumlah link kaku yang berengsel dan di sambung oleh pin untuk memberikan fleksibilitas yang diperlukan. Rantai digunakan untuk mentransmisikan daya dimana jarak kedua poros besar dan dikehendaki tidak terjadi slip. Dibandingkan dengan transmisi roda gigi, rantai jauh lebih murah akan tetapi brisik serta kapasitas daya dan kecepatanya lebih kecil .

Rantai sebagian besar digunakan untuk mengirimkan gerakan dan daya dari satu poros ke poros yang lain, seperti ketika jarak pusat antara poros pendek seperti pada sepeda, sepeda motor, mesin pertanian, konveyor, dll dan juga rantai mungkin dapat juga digunakan untuk jarak pusat yang panjang (sampai 8 meter).

Keuntungan dan Kerugian dibandingkan dengan transmisi sabuk Keuntungan

1. Selama beroperasi tidak terjadi slip sehingga diperoleh rasio kecepatan yang sempurna.
2. Karena rantai terbuat dari logam, maka ruang yang dibutuhkan lebih kecil dari pada sabuk, dan dapat menghasilkan transmisi yang besar.
3. Memberikan efisiensi transmisi tinggi (sampai 98 persen).
4. Dapat dioperasikan pada suhu cukup tinggi maupun pada kondisi atmosfer. Kekurangan

1. Biaya produksi rantai relatif tinggi.
2. Dibutuhkan pemeliharaan rantai dengan cermat dan akurat, terutama pelumasan dan penyesuaian pada saat kendur.
3. Rantai memiliki kecepatan fluktuasi terutama saat terlalu meregang.
 4. Suara dan getaran karena tumbukan antara rantai dan kaki gigi sproket

Jenis – jenis rantai yaitu :

a. Rantai Rol (roller chain) Rantai rol sangat luas pemakaianya karena harganya yang relative murah dan perawatan dan pemasanganya mudah. Contoh : pemakaian pada sprocket sepeda motor dan sepeda, dan untuk menggerakan sproket pada industri. Untuk bahan pena, bus dan rol digunakan baja karbon atau baja khrom dengan pengerasan kulit. Rantai dengan rangkaian tunggal adalah yang paling banyak dipakai. Rangkaian banyak, seperti dua atau tiga rangkaian dipergunakan untuk transmisi beban berat.
b. Rantai Gigi (silent chain) Rantai jenis ini mempunyai keunggulan pada tingkat kecepatan dan kapasitas daya yang ditransmisikan lebih besar, serta tingkat kebisingan lebih kecil, akan tetapi harganya lebih mahal. Pemakaian rantai ini masih terbatas karena harganya yang mahal dan orang lebih suka menggunakan transmisi roda gigi. Menentukan ukuran dan kekuatan Perhitungan kekuatan pada pemindahan daya dengan rantai dan roda rantai, terutama ditekankan pada kekuatan gigi-gigi roda rantai, keeping-keping penghubung, pada keeping rantai dan pen (terutama rantai gall) terjadi tekanan bidang dan tegangan geser yang besar, sehingga perhitungan lebih ditekankan pada kedua macam tegangan tersebut.

Roda Rantai 

1. Macam-macam roda rantai, terdapat tiga macam roda rantai, yaitu: a. Roda rantai tunggal, b. Roda rantai ganda, dan c. Roda rantai jajar Ukuran dan kekuatan roda rantai Untuk menentukan ukuran-ukuran seperti diameter terkecil, kisar, jumlah gigi, tinggi gigi, dan lain-lain. Dapat kita hitung menurut rumus: �଴ = � sin ( 180° � ) − �ଵ d0 = diameter terkecil p = kisar z = jumlah gigi d1 = diameter bush silinder dan tinggi gigi berkisar antara ½ sampai 1 x d1 ℎ = ൬1 2 + 1൰ �ଵ h = tinggi gigi d1 = diameter bush silinder

 Putaran roda rantai Kecepatan rantai Jika roda rantai pada poros penggerak berputar dengan kecepatan konstan, kecepatan jalan dari rantai tidak tetap, tetapi bergerak dari harga mínimum kepada maksimum, variasi kecepatan rantai (dari maksimum ke minimum) dapat dikurangi dengan penambahan jumlah gigi dari roda rantai. Sebagai suatu perbandingan, roda rantai dengan 11 gigi mempunyai variasi kecepatan sekitar 4%, untuk jumlah gigi 17 ≈ 1,6%, 24 gigi ≈ 1%. Sebagai batasan, biasanya diambil jumlah gigi minimum 17 gigi dan jika diambil lebih banyak dari 24 gigi akan menghasilkan gerakan yang lebih rata

3. Roda gigi Sistem transmisi roda gigi banyak digunakan pada berbagai mesin. Sebagai contoh di bidang otomotif, sistem transmisi yang digunakan adalah transmisi roda gigi. Sistem transmisi roda gigi digunakan karena :
•efisiensinya yang tinggi,
 • kehandalan dalam operasional,
• tidak mudah rusak,
•dapat meneruskan daya dan putaran yang tinggi.
• kemudahan dalam pengoperasian dan perawatan.

Roda gigi merupakan elemen mesin yang digunakan untuk memindahkan daya dan putaran dari satu poros ke poros lain tanpa terjadi slip. Prinsip dasar dari sistem transmisi roda gigi merupakan pengembangan dari prinsip transmisi roda gesek. Gerakan dan daya yang ditransmisikan melalui roda gigi, secara kinematis ekuivalen dengan yang ditransmisikan melalui roda gesek atau cakram. Dari uraian di atas secara garis besar dasar sistem transmisi roda gigi adalah dua buah silinder yang menggelinding (berputar) tanpa slip, kecepatan linier sama ( v1 = v2), kecepatan sudut tidak sama (ω1 ≠ ω2). 

Sistem transmisi roda gigi mempunyai banyak kelebihan dibandingkan dengan sistem transmisi yang lain, antara lain : 

a) Meneruskan rasio kecepatan yang sama dan tepat. Kontak antar gigi terjadi dengan sudut kontak yang sama, sehingga rasio kecepatan tidak mengalami perubahan selama roda gigi tersebut bekerja. b) Tidak terjadi slip. Pada berbagai mesin, seringkali slip tidak boleh terjadi karena akan mengurangi efisiensi mesin secara keseluruhan. Pada sistem transmisi roda gigi slip tidak akan terjadi karena kontak antar gigi terjadi dengan pas. 

c) Dapat digunakan untuk meneruskan daya yang besar. Sistem transmisi roda gigi dapat meneruskan daya yang besar karena berbentuk ramping dan kekuatan yang tinggi. 

d) Dapat digunakan untuk meneruskan putaran yang tinggi. Putaran yag dihasilkan oleh system transmisi roda gigi dapat dari putaran rendah sampai putaran tinggi. 

e) Perbandingan transmisi roda gigi dapat didesain dari sesuai kebutuhan. 

f) Dapat digunakan untuk jarak sumbu poros yang dekat. Jarak antar poros dalam sistem transmisi roda gigi dapat didesain sesuai kebutuhan dan space yang tersedia. Gear box yang dihasilkan dari desain sistem transmisi roda gigi dapat berukuran kecil sampai besar. 

g) Memiliki efisiensi yang tinggi. Efesiensi yang tinggi dari sistem transmisi roda gigi karena tidak terjadi slip akibat kontak gigi. Putaran dan torsi yang diteruskan sama sesuai dengan perbandingan transmisi yang diinginkan. 

h) Memiliki daya tahan dan kerja yang baik. Transmisi roda gigi biasanya didesain untuk berbagai kondisi operasi dengan mempertimbangkan beban statis gigi, beban dinamis, beban keausan dan tegangan lentur yang terjadi akibat kerja yang dilayani. Hal ini menghasilkan sistem transmisi roda gigi mempunyai daya tahan yang tinggi terhadap fluktuasi beban yang diterimanya.

 i) Memiliki bentuk yang ringkas. Keunggulan transmisi roda gigi salah satunya karena bentuknya yang sangat ringkas dan ramping. Hal ini dapat diperoleh karena bentuk roda gigi sangat sederhana, kecil dan ramping sehingga dapat dikemas dalam gear box yang ringkas.

 j) Dapat digunakan untuk meneruskan putaran dari poros sejajar, bersilangan dan poros dengan sudut tertentu. Sistem transmisi roda gigi dapat menghasilkan putaran output dengan berbagai posisi, baik sejajar, bersilangan maupun membentuk sudut tertentu. Posisi output yang bervariasi sangat menguntungkan untuk mendesain mesin sesuai dengan kebutuhan. 

Klasifikasi Roda Gigi Jenis roda gigi dapat diklasifikasikan menjadi beberapa kelompok sebagai berikut: 

a. Berdasarkan bentuk gigi dan sistem kerjanya adalah sebagai berikut :

 • Roda gigi lurus (spur gear). Roda gigi lurus terjadi karena bentuk gigi dari roda gigi tersebut berbentuk lurus. Gigi-gigi didesain sedemikian rupa sehingga menyerupai beam (batang) lurus. Roda gigi lurus dalam operasionalnya menggunakan poros yang sejajar.

 • Roda gigi miring (helical gear). Roda gigi miring mempunyai bentuk gigi miring denga sudut kemiringan tertentu. Keuntungannya adalah kontak gigi terjadi sepanjang kemiringan gigi, sehingga mampu menghasilkan putaran ang tinggi. 

• Roda gigi kerucut (bevel gear). Roda gigi kerucut dihasilkan dari gabungan gigi-gigi yang mengikuti bentuk kerucut dengan sudut tertentu. Roda gigi kerucut mampu melayani kerja mesin dengan poros yang membentuk sudut tertentu, sebagai contoh poros input dengan posisi horisontal dan output diinginkan dalam posisi vertikal. 

• Roda gigi cacing (worm gear). Roda gigi cacing merupakan roda gigi gabungan antara roda gigi biasa dengan batang gigi atau batang berulir. Keunggulan roda gigi ini terletak pada perbandingan transmisi yang dapat didesain sangat tinggi sama 1 : 100. Roda gigi cacing mempunyai poros yang saling bersilangan. 

• Roda gigi planiter (planetary gear). Roda gigi planiter merupakan roda gigi yang terdiri dari beberapa roda gigi yang dirangkai menjadi satu kesatuan. Roda gigi tersebut meliputi roda gigi mahatahari sebagai pusat, roda gigi planet, roda gigi gelang dan lengan pembawa planet. Keunggulan roda gigi planeter terletak pada beberapa output yang dapat dihasilkan dengan hanya satu input. 

b. Berdasarkan posisi sumbu dari poros. 

• poros parallel, seperti pada roda gigi lurus dan miring.

• poros bersilangan, seperti pada roda gigi cacing. 

• poros membentuk sudut tertentu, seperti pada roda gigi kerucut. Kedua poros yang paralel dan co-planer dihubungkan oleh roda gigi, 

Roda-roda gigi tersebut disebut sebagai spur gears atau roda gigi lurus, dan penempatannya disebut spur gearing. Roda-roda gigi ini memiliki gigi yang paralel terhadap sumbunya. Roda gigi lain yang termasuk dalam spur gearing adalah helical gearing, dengan giginya miring terhadap sumbu roda gigi. Roda gigi single dan double helical dihubungkan dengan poros yang saling paralel

 b. Fungsi utama dari roda gigi double helical adalah untuk menyeimbangkan gaya aksial yang terjadi pada roda gigi single helical, ketika meneruskan beban. Roda gigi double helical dapat juga disebut sebagai roda gigi herringbone. 

    Dua buah poros yang membentuk sudut tertentu, dihubungkan oleh roda gigi seperti ditunjukkan pada Gambar. Roda gigi ini disebut roda gigi kerucut atau bevel gears dan penempatannya yang disebut bevel gearing. Roda gigi kerucut, seperti juga roda gigi lurus, dapat memiliki gigi yang miring terhadap permukaan kerucut, yang disebut sebagai helical bevel gears. Dua buah poros yang tidak paralel dan tidak berpotongan, serta tidak co-planar, dihubungkan oleh roda gigi 

    Roda gigi ini disebut sebagai skew bevel gears atau spiral gears, dan penempatannya yang disebut sebagai skew bevel gearing atau spiral gearing. Jenis penempatan roda gigi ini juga memiliki garis kontak, yaitu putaran pada sumbu yang menghasilkan kedua permukaan pitch, yang disebut sebagai hyperboloids. Roda gigi dengan poros saling bersilangan Roda gigi tersebut dikenal dengan roda gigi cacing atau Worm Gear. 

Roda Gigi Cacing Berdasarkan kecepatan peripheral dari roda gigi.

 • Kecepatan rendah ≤ 3 m/s 

• Kecepatan sedang (3 – 15) m/s 

• Kecepatan tinggi ≥ 15 m/s 

Berdasarkan jenis atau bentuk hubungan pasangan gigi. 

• external gear = roda gigi luar. 

• internal gear = roda gigi dalam. 

• rack & pinion = roda gigi berbentuk batang = roda gigi dengan jari-jari tak terhingga. Pada external gearing, roda gigi dari kedua poros berhubungan secara eksternal satu sama lain, Roda yang besar disebut sebagai gear dan roda yang lebih kecil disebut pinion. Pada external gearing, gerakan dari kedua roda gigi selalu berlawanan. 

     Pada internal gearing, roda gigi dari kedua poros berhubungan secara internal satu sama lain, Roda yang besar disebut sebagai annular wheel dan roda yang lebih kecil disebut pinion. Ada kalanya, roda gigi dari sebuah poros berhubungan secara eksternal dengan roda gigi lain dalam suatu garis lurus, Jenis roda gigi ini disebut sebagai rack and pinion. Roda gigi yang datar atau lurus disebut rack dan roda gigi lingkar disebut sebagai pinion. Dengan adanya mekanisme rack and pinion, maka gerakan linear dapat dikonversi menjadi gerakan berputar dan juga sebaliknya.

Tata Nama Dari Roda Gigi 

Istilah-istilah dari roda gigi 

a) Lingkaran pitch (pitch circle) adalah suatu lingkaran imajiner (teoretis) yang menggelinding tanpa slip dan menjadi dasar perhitungan roda gigi.

 b) Diameter lingkaran pitch (pitch circle diameter) adalah diameter dari lingkaran pitch. Ukuran dari roda gigi biasanya ditentukan dari diameter lingkaran pitch. Diameter ini juga disebut sebagai diameter pitch. Notasi umum yang digunakan adalah : d0 

c) Pitch (jarak bagi lingkar) adalah jarak sepanjang lingkaran jarak bagi antara dua profil gigi yang berdekatan. Notasi umum yang digunakan adalah : t 

d) Sudut tekan (pressure angle) adalah sudut kontak normal antara dua buah gigi dari dua roda gigi yang saling bertemu. Notasi umum yang digunakan adalah : α . 

e) Addendum (a) adalah jarak radial gigi dari lingkaran pitch ke bagian atas/kepala gigi. 

f) Dedendum (d) adalah jarak radial gigi dari lingkaran pitch ke bagian bawah/kaki gigi. 

g) Lingkaran addendum adalah lingkaran yang digambar melalui bagian atas dari gigi atau lingkaran kepala gigi. 

h) Lingkaran dedendum adalah lingkaran yang digambar melalui bagian bawah dari gigi atau dikenal dengan lingkaran kaki gigi. 

i) Circular pitch adalah jarak yang diukur pada sekeliling dari lingkaran pitch, pada satu titik dari satu gigi, dengan titik yang berhubungan pada gigi selanjutnya. Biasanya dinotasikan dengan tc. Secara matematis dituliskan sebagai:

 j) Diametral pitch adalah rasio dari jumlah gigi dengan diameter lingkaran pitch, dalam millimeter. Biasanya dinotasikan dengan td. Secara matematis dituliskan menjadi: 

k) Modul gigi. Adalah perbandingan antara diameter lingkaran pitch dalam millimeter dengan jumlah gigi. Biasanya dinotasikan dengan m. Secara matematis dituliskan l) 

l) Clearance adalah jarak radial antara bagian atas dari gigi dengan bagian bawah dari gigi, pada keadaan berpasangan. Sebuah lingkaran yang melalui bagian atas dari roda gigi yang berpasangan disebut sebagai lingkaran clearance. 

m) Kedalaman total adalah jarak radial antara lingkaran addendum dengan dedendum dari roda gigi. Kedalaman total ini sama dengan jumlah dari addendum dengan dedendum. 

n) Kedalaman kerja adalah jarak radial antara lingkaran addendum dengan lingkaran clearance. Kedalaman kerja ini sama dengan jumlah dari addendum dari kedua roda gigi yang berpasangan.

 o) Ketebalan gigi adalah lebar dari gigi yang diukur sepanjang lingkaran pitch. 

p) Ruang gigi adalah lebar dari ruang yang terdapat diantara dua gigi yang berdekatan, yang diukur di sepanjang lingkaran pitch. 

q) Backlash adalah perbedaan antara ruang gigi dengan ketebalan gigi, yang juga diukur di sepanjang lingkaran pitch. 

r) Muka dari gigi adalah permukaan dari gigi di atas permukaan pitch. 

s) Top land. Adalah permukaan dari bagian atas gigi. 

t) Flank (panggul) dari gigi adalah permukaan dari gigi dibawah permukaan pitch. 

u) Lebar muka gigi adalah lebar dari gigi yang diukur secara paralel dengan sumbu roda gigi. 

v) Profil adalah lingkaran yang terbentuk akibat muka dengan panggul dari gigi.

 w) Radius fillet adalah radius yang menghubungkan lingkaran akar gigi dengan profil gigi. 

x) Jalur kontak adalah jalur yang dibentuk oleh titik kontak dari dua gigi, dari awal sampai dengan akhir hubungan gigi (engagement).

 y) Panjang jalur kontak adalah panjang dari cut-off normal yang umum dari lingkaran addendum dari gear dan pinion. 

z) Busur kontak. Adalah jalur yang dibentuk oleh titik pada lingkaran pitch, dari awal sampai dengan akhir dari hubungan pasangan roda gigi. Busur kontak tersebut terdiri dari dua bagian, yaitu : busur pencapaian (arc of approach) yaitu porsi dari jalur kontak dari awal sampai dengan hubungan pada titik pitch dan busur diam (arc of recess) yaitu porsi dari jalur kontak dari akhir sampai dengan hubungan pada sepasang gigi. Rasio dari panjang busur kontak dengan circular pitch dikenal sebagai rasio kontak, seperti jumlah pasangan gigi yang kontak.