Data Survey

Tugas Rancangan Elemen Mesin Transmisi Toyota Avanza

BAB I

PENDAHULUAN1.1 LATAR BELAKANG

Sehubungan dengan pekembangan ilmu pengetahuan dan teknologi, sistem transmisi juga mengalami kemajuan yang sangat cepat. Dimana saat pertama kali digunakan sisitim transmisi masih sangat sederhana, kondisi tersebut juga berbeda dengan sekarang dimana sistem yang digunakan sudah sangat maju perkembangannya.

Komponen-komponen yang digunakan pada sistem transmisi sangat komplek dan sangat rumit. Walaupun prinsip dasarnya tidak jauh berbeda dengan terdahulu. Hal ini tercipta sesuai dengan tujuan adanya teknologi itu sendiri, yaitu untuk meringankan aktivitas individu yang mengoperasikan alat tersebut.

transmisi yang jumlah dan tingkat pemakaiannya telah menempati posisi terpenting disegala bidang diantaranya ; industri mesin jahit, industri mesin foto copy, industri mesin tik listrik, industri computer, dam masih banyak yang lainnya.

Selain itu jarak terlalu jauh antara dua buah poros sering tidak memungkinkan transmisi langsung digunakan. Dalam hal ini dapat dipakai beberapa macam transmisi sesuai dengan kebutuhan kita, diantaranya :a. Transmisi sabuk V

b. Transmisi sabuk gilir

c. Transmisi rantai roda

d. Transmisi rantai gigi

e. Transmisi roda gigi

Masing-masing transmisi mempunyai keuntungan dan kerugian sendiri. Mengingat daya atau putaran yang akan diteruskan. Selain itu transmisi yang digunakan dapat meneruskan putaran dengan perbandingan yang tepat pada jarak sumbu poros yang baik dan benar.1.2 BATASAN MASALAH

Dimana terdapatnya perbadaan dan berbagai bentuk macam transmisi yang digunakan, terlihat dari segi dimensi yaitu berbagai bentuk dari transmisi yaitu berbagai bentuk dari transmisi yang digunakan serta ukuran yaitu ukuran yang dibutuhkan dalam perancangan tersebut.

Transmisi yang digunakan dalam perancangan ulang Toyota Avanza 1,3 G adalah transmisi roda gigi sebagai perantara untuk meneruskan putaran yang ada. Transmisi roda gigi mempunyai keunggulan dibanding dengan sabuk atau rantai karena lebih ringkas. Dalam pemakaian transmisi roda gigi membutuhkan ketelitian yang sangat besar dalam pembuatannya, pemasangan maupun pemeliharaannya. Hal ini telah membuat transmisi roda gigi dipakai selama lebih kurang 200 tahun terakhir ini.

Transmisi roda gigi telah menduduki tempat terpenting disegala bidang diantaranya; alat ukur, roda gigi reduksi, jam tangan, roda gigi kendaraan.

Transmisi roda gigi sangat banyak digunakan dalam kendaraan baik roda dua mauoun roda empat. Karena roda gigi mempunyai keuntungan dibandingkan dengan transmisi l;ain dalam meneruskan putaran dan daya yang culup besar sehingga daya dan putaran tadi dapat disalurkan dengan baik dan lancar. Selain itu transmisi roda gigi juga dapat meneruskan putaran dalm kecepatan yang sangat cepat pada jarak yang cukup dekat. 1.3 TUJUAN PENULISAN

Tujuan penulisan perancangan ini adalah melaksanakan kurikulum yang berlaku dimana setiap mahasiswa teknik mesin diwajibkan untuk merancang ulang suatu transmisi kendaraan yang berkaitan dengan mata kuliah Elemen Mesin I, II, dan III.

Kemudian mahasiswa dituntut untuk mengerti fungsi dan kegunaan baik secar umum maupun khusus, agar dapat membandingkan secara nyata teori yang didapat dengan materi yang ada di lapangan. Dengan demikian mahasiswa dapat mengembangkan ilmu yang didapat dengan mengaplikasikannya pada perancangan ulang transmisi.1.4 METODOLOGI PERANCANGAN

Dalam perancangan ini metode yang digunakan adalah dengan menggunakan beberapa metode diantaranya adalah :a. Survey lapangan

b. Wawancara, pendekatan dengan mekanik bengkel dan berkonsultasi dengan pembimbing untuk mendapatkan data dan perhitungan Buku referensi, diambil dari berbagai buku yang menyangkut Elemen Mesin I, II, dan III.

c. Bahan perkuliahan Elemen Mesin I, II.

Selain metode di atas yang digunakan penulis, penulis juga melakukan pendekatan terhadap senior yang telah menyelesaikan tugas Perancangan Transmisi ini. Sehingga dalam perancangan ini peran dari temen-teman sangat membantu.

1.5 SISTEMATIKA PENULISAN

Bab IPendahuluan

Latar belakang, batasan masalah, tujuan penulisan, metodologi perancangan dan sistematika penulisan.Bab IITeori Dasar Perancangan

Teori dasar, macam-macam transmisi yang dirancang dan persamaan-persamaan yang menyangkut perhitungan perancangan.Bab IIIPerancangan Roda Gigi

Perancangan dan perhitungan-perhitungan transmisi pada roda gigi yang akan dirancang.Bab IVHasil dan Pembahasan

Table yang menyangkut roda gigi dan tabel analisa

Bab VKesimpulan dan Saran

Kesimpulan dan saran

Daftar pustaka

Lampiran

BAB II

TEORI DASAR2.1 PENGERTIAN

Roda gigi merupakan suatu roda gesek yang dibuat bergigi pada kelilingnya. Gunanya untuk penerusan daya yang sangat besar dan putaran yang tepat. Roda gigi ini dapat berbentuk silinder atau pun kerucut.

Karena putaran lebih tinggi dan tepat serta daya yang besar, juga di segi ketelitian yang lebih besar dalam pembuatan, pematangan maupun pemeliharaannya dibandingkan transmisi yang lain seperti sabuk atau rantai.

Jadi jelaslah bahwa roda gigi berguna untuk mentransmisikan daya awal ke selanjutnya dengan putarn roda gigi tadi.

2.2 KLASIFIKASI RODA GIGI

Pemakaian roda gigi dalam bidang teknologi pemesinan menduduki tempat yang sangat penting sebagai sarana untuk mentransmisikan daya. Roda gigi memiliki banyak keuntungan dibandingkan dengan transmisi jenis yang lainnya, roda gigi banyak digunakan pada mesin-mesin yang mikro seperti jam tangan sampai alat yang makro seperti alat reduksi pada turbin.

LetakPoros rodaGigi keterangan

Atas dasar alur gigi

Roda gigi dengan poros sejajarRoda gigi luar

Batang gigi dan pinyon (e)

Batang gigi dalam dan pinyon (d)Arah utaran berlawanan lurus dan berputar. Arah putaran sama

Roda gigi dengan poros perpotonganRoda gigi kerucut lurus (s)

Roda gigi kerucut spiral (g)

Roda gigi kerucut zerol

Roda gigi kerucut miring

Roda gigi kerucut miring gandaKlasifikasi atas dasar bentuk jalur gigi

Roda gigi permukaan dengan poros perpotongan (h)Roda gigi dengan poros berpotongan bentuk istimewa

Roda gigi dengan poros silangRoda gigi miring silang (i)

Batang gigi miring silangKontak titik gerakan lurus & berputar

Roda gigi cacing silinder (J)

Roda gigi cacing selubung ganda

Roda gigi cacing samping

Roda gigi hyperboloid

Roda gigi hipoid (e)

Roda gigi permakan silang

Adapun ukurannya dinyatakan dengan diameter linkaran jarak bagi, yaitu lingkaran khayal yang menggelinding tanpa slip. ukuran gigi dinyatakan dengan jarak bagi lingkar, yaitu jarak sepanjang lingkaran jarak bagi antara profil dua gigi yang berdekatan.

Pada dasarnya roda gigi dapat diklasifikasikan dalam beberapa type, yaitu :

1. Roda gigi dengan poros sejajar

Roda gigi dengan poros sejajar adalah roda gigi dimana giginya berjajar pada dua bidang silinder, kedua bidang silinder tersebut bersinggungan dan yang satu menggelinding pada yang alin dengan sumbu tetap sejajar.

Roda gigi dengan poros sejajar dapat dibagi lagi, yaitu :a. Roda gigi lurus

Merupakan roda gigi paling besar dengan jalur gigi yang sejajar poros

Gambar 2.1 Roda gigi lurus

b. Roda gigi miring

Roda gigi miring mempunyai jalur gigi yang berbentuk ulir pada silinder jarak bagi,. Pada roda gigi miring ini, jumlah pasangan gigi yang saling membuat kontak serentak adalah lebih besar dari pada roda gigi lurus, sehingga pemindahan momen atau putaran melalui gigi-gigi tersebut dapat berlangsung dengan halus. Sifat ini sangat baik untuk mentransmisikan putaran tinggi dan beban besar. Namun roda gigi miring memerlukan bantalan aksial dan kotak roda gigi yang lebih kokoh, karena jalur gigi yang berbentuk ulir tersebut menimbulkan gaya reaksi yang sejajar dengan poros. Roda gigi miring ini bisa berbentuk ganda, dengan roda gigi ini, perbandingan reduksi, kecepatan keliling, dan daya yang diteruskan dapat diperbesar, tetapi pembuatannya sukar.

2. Roda gigi dengan poros berpotongan

Roda gigi dengan poros berpotongan yaitu dua roda gigi atau lebih yang saling bertautan dengan memiliki sumbu poros yang saling berpotongan. Roda gigi ini terdiri dari :a. Roda gigi kerucut

Roda gigi kerucut memiliki gigi yang lurus, adalah yang paling mudah dibuat dan paling sering dipakai. Tetapi roda gigi ini sangat berisik karena perbandingan kontaknya yang sangat kecil., juga konstruksinya tidak memungkinkan pemasangan bantalan pada kedua ujung porosnya.

Gambar 2.2 Roda gigi kerucut3. Roda gigi dengan poros silang

Dalam golongan rod gigi dengan poros silang terdapat roda gigi miring silang, roda gigi cacing, roda gigi hipoid.

a. Roda gigi cacing

Roda gigi ini mempunyai cacing berbentuk silinder dan lebih umum dipakai. Tetapi untuk beban besar, roda gigi cacing globoid dengan perbandingan kontak yang lebih besar dapat dipergunakan.

Gambar 2.3 Roda gigi cacingb. Roda gigi hipoid

Roa gigi hipoid adalah seperti yang dipakai pada roda gigi diferensial otomobil. Roda gigi ini mempunyai jalur gigi berbentuk spiral pada bidang kerucut yang sumbunya bersilang, dan pemindahan gaya pada permukaan gigi berlangsung secara meluncur dan menggelinding.

Gambar 2.4 Roda gigi hipoidRoda-roda gigi yang telah disebutkan di atas semuanya mempunyai perbandingan kecepatan sudut tetap antara kedua poros. Tetapi disamping itu terdapat pula roda gigi yang perbandingan kecepatan sudutnya dapat bervariasi, seperti misalnya roda gigi eksentris, roda gigi bukan lingkaran, roda gigi lonjong seperti pada meteran air, dll. Ada pula roda gigi dengan putaran yang terputus-putus dan roda gigi Geneva, yang dipakai misalnya untuk menggerakkan film pada proyektor bioskop.

Dalam teori roda gigi pada umumnya dianut anggapan bahwa roda gigi merupakan benda kaku yang hampir tidak mengalami perubahan bentuk untuk jangka waktu lama. Namun pada apa yang disebut transmisi harmonis, dipergunakan gabungan roda gigi yang bekerja dengan deformasi elastis dan tanpa deformasi.

2.3 CARA KERJA TRANSMISI

Transmisi berfungsi untuk mendapatkan tenaga atau daya dan perputaran yang diinginkan agar daya dan kecepatan seimbang pada sebuah kendaraan.

Pada penggunaan mula mula ditekankan pada kopling sepenuhnya pada saat pemindahannya atau menukar gigi transmisi, kemudian kopling dilepaskan perlahan lahan menurut petunjuk penukaran gigi untuk kecepatan.

Contoh :

- Gigi 1 ke 2 = kecepatan 20 km / jam

Gigi 2 ke 3 = kecepatan 35 km / jam

Gigi 3 ke 4 = kecepatan 50 km / jam

Gigi 4 ke 5 = kecepatan 65 km / jam

Gambar 2.5. Skema Posisi GigiCara kerja dalam susunan roda gigi:

a. Posisi pada kecepatan 1

Roda gigi A mendapat putaran mesin lalu diteruskan ke K dan kemudian diteruskan ke F kemudian dilanjutkan ke B.

b. Posisi pada kecepatan 2

Roda gigi A mendapat putaran mesin lalu diteruskan ke K dan kemudian diteruskan ke G kemudian dilanjutkan ke C.

cPosisi pada kecepatan 3

Putaran dari mesin diterima A lalu diteruskan ke K sampai ke H dan terakhir di D.

d. Posisi pada kecepatan 4

Putaran dari mesin diterima A lalu diteruskan ke K sampai ke I dan terakhir di E.

e.Posisi pada kecepatan 5

Putaran dari mesin diterima A lalu diteruskan ke K langsung ke poros output hingga sampai ke F dengan poros kerja khusus.

d. Posisi pada reserve ( R )

Roda gigi A mendapat putaran dari mesin lalu dipindahkan ke K dan dilanjutkanke B dan diteruskan ke K pada poros reserve ( R ) idle gear sampai berakhir di E.

Keterangan posisi kecepatan diatas :

A =Roda gigi pemindah utama

B=Roda gigi 1 pada poros output

C= Roda gigi 2 pada poros output

D=Roda gigi 3 pada poros output

E=Roda gigi 4 pada poros output

F=Roda gigi 5 pada poros output

G=Roda gigi 1 pada poros counter

H=Roda gigi 2 pada poros counter

I=Roda gigi 3 pada poros counter

J=Roda gigi 4 pada poros counter

K=Roda gigi reserve ( R ) pada poros counter

L=Roda gigi reserve ( R ) pada poros counter

M=Roda gigi penerima utama

2.4. GAGASAN DALAM PERANCANGAN RODA GIGI

Roda gigi berfungsi mentransmisikan daya besar dan putaran yang tepat dengan demikian transmisi roda gigi mempunyai keunggulan dibandingkan dengan transmisi sabuk maupun rantai, Karena roda gigi lebih singkat, putaran lebih tinggi, tepat dan daya lebih besar, dipilih roda gigi karena memerlukan ketelitian yang besar dalam pembuatan, pemasangan maupun pemeliharaan.

Pada perencanaan ini terdapat dua jenis roda gigi yaitu :

Roda gigi lurus

Roda gigi miring 2.5. PERSAMAAN DASAR UNTUK PERANCANGAN

2.5.1. Roda Gigi

Roda gigi memindahkan momen melalui kontak luncur melalui permukaan gigi yang berpasangan. Kecepatan sudut kedua roda gigi tetap di jaga. Untuk perbandingan tetap dari kecepatan sudut kedua roda gigi digunakan kurva involute atau evolusi.

Kurva involute seperti gambar, dua roda gigi yang berpasangan titik kontak antara profil gigi pinyon dan roda gigi bergerak sepanjang garis yang berpasangan, ditarik menyinggung garis sumbu 0,02 seperti pada gambar garis singgung disebut garis katan atau garis tekanan.

Keliling lingkaran dasar dibagi oleh jumlah gigi tanpa memberi sisa. Rumus jarak Te ( mm ) antara dua kurva yang berdekatan disebut jarak bagi normal.Analisa:

=

=

Untuk pembebanan maksimum h

=

Untuk tinggi h

=

Ft=

Beban yang diberikan berdasarkan dimensi gigi.

Fv=

max . b a . m . y

Dimana:

b=lebar gigi

m=modul

y=faktor bentuk gigi

Te=

Dimana:

dg=diameter lingkaran dasar ( mm )

z=jumlah gigi

dg=d cos (

Dimana :

d=lingkaran jarak bagi ( mm )

(=sudut kemiringan garis tekanan

Sehingga :

1. Helix angle ( ( )

=20( to 4 r(2. Adendum ( tinggi kepala ) =0,8 m

3. Pedendum ( tinggi kaki )=1 m

4. Minimum total depth

=1,8 minister

5. Thienes Clerence

= 1,5708 m

6. Minimum clearence

=0,2 m

Empat hal yang perlu diperhatikan pada roda gigi yang lurus involute :

1. Tidak mengalami pemotongan bawah.

2. Perbandingan kontak dipilih hebat.

3. Luncuran spesifik harga ditetapkan dengan baik.

4. Putaran harus diletakkan dalam arah yang berlawanan.

a. Metoda Dasar Perhitungan

Daya yang ditransmisikan

Pd = P . fc

Lebar gigi

b =

Jumlah gigi yang ekivalen

Zp =

Faktor bentuk gigi

Y =

Diambil bentuk profil 30( fall depth involute system.

Kecepatan keliling

V=

Gaya tangensial

Wt=

( Cs

Dimana:

V=kecepatan keliling ( m / min )

Pd=daya yang ditransmisikan ( Hp )

Cs=faktor servis

Wt=gaya tangensial ( kg )

Faktor kecepatan

CV= Persamaan lewit

Wt= ( fo ( cv ) b . . m . y

Dimana:

( Fo = nilai tegangan statis besar ( kg / km2 )

Diameter gigi

Dp = Zp x m

Momen puntir

Mp = 9,74 ( 105 .

Dimana:

Mp=momen puntir ( kg . mm )

Pd=daya yang ditransmisikan ( kw )

N1=pusaran poros ( rpm )

Gambar 2.7. Sketsa transmisi Toyota Avanza 1,3 G

2.6. POROS

Poros merupakan salah satu bagian yang terpenting bagi setiap mesin dan poros ini mempunyai peranan penting dalam transmisi. Pada umumnya poros mesin dibuat dari baja yang ditarik dingin dan difinish. Baja karbon konstruksi mesin ( disebut bahan S-C ) yang dihasilkan dari ingot yang Cill ( baja yang dioksidasi dari ferro silicon dan di cor ). Jika Padalah daya nominal output dari motor penggerak, maka berbagai macam faktor keamanan besarnya dapat diambil dalam perencanaan, sehingga koreksi pertama dapat diambil dalam perencanaan, sehingga koreksi pertama dapat diambil kecil. Jika faktor koreksi adalah fc, maka daya rencana pada ( kw ) sebagai patokan adalah :

Pd = fc . P ( kw )

Jika daya yang diambil dalam daya kuda ( HP ), maka harus dikalikan dengan 0,746 untuk mendapatkan daya dalam kw. Jika momen puntir ( momen rencana ) adalah T ( kg.mm ) maka:

T = 9,74.105.

Bila momen rencana T ( kg.mm ) dibebankan pada suatu diameter poros, ds ( mm ) maka tegangan geser ( (a ):

Faktor keamanan untuk bahan Sf1 = 6,0 dan untuk bahan Sf2 = 1,4 dan S55 C-D = dengan kekuatan tarik 72 Kg/mm 2 ( (a ).

(a= (b / ( sf1 . sf2 )

dimana :

(b=kekuatan tarik bahan ( kg / mm2 )

Keadaan momen puntir itu sendiri juga harus ditinjau factor koreksi yang dianjurkan oleh ASME, juga dipakai disini. Faktor ini dinyatakan dengan Kt dipilih 1,0 jika beban dikenakan kejutan besar.

Jika pemakaian dengan bahan lentur maka dapat dipertimbangkan faktor cb yang berharga 1,2 sampai 2,3 dan jika tiada beban lentur maka cb = 1,0.

Maka diameter poros ds ( mm ) dapat dihitung:

ds =

Maka tegangan geser ( )

=

d

Gambar 2.6 Poros

2.7. BANTALAN

Bantalan adalah suatu elemen mesin yang mampu mempunyai poros berbeban. Sehingga putaran berlangsung secara halus aman dan pamjang umur pemakaiannya.

dD

Gambar 2.7 Bantalan

Hal yang penting dalam perencanaan bantalan :

Jika beban bantalan dan putaran poros diberikan, pertama perlu diperiksa apakah perlu dikoreksi, selanjutnya tentukan beban rencana dan pilihlah beban bantalan. Kemudian tentukan yang diizinkan, bantalan yang digunakan transmisi roda gigi umumnya adalah bantalan gelinding.Bantalan gelinding mempunyai keuntungan yaitu dari segi gesekkan yang sangat kecil dibandingkan bantalan luncur.Berdasarkan perhitungan bahan maksimal terjadi pada roda gigi dua dengan sudut ( = 20 maka pada sikap dua :

Gaya aksial yang terjadi :

Fa = ft . tg (

Dimana:

( = sudut tekan antara 20(

Ft = Gaya tangentsial

Gaya radial yang terjadi ( Fr ):

Fr = Ft . tg (

Perbandinga Ft/Fa = 1, karena kapasitas nominal dinamis ( Co ) Belum diketahui,Maka :

Ft/Co = 0,56

Co = Ft/0,56

Fa/Co = 0,56

Co = Fa/0,56

Faktor kecepatan Fn untuk bantalan bola :

Fn =

Dimana:

C=beban nominal dinamis spesifik

Pr=beban ekivalen

Beban ekivalen Pr ( kg ) :

Pr = ( . V Er + Yfa

Faktor V sama dengan I untuk pembebanan pada cincin dalam yang berputar, harga x dan y terdapat dalam tabel ( Sularso hal 135 ).

Umur nominal Lh untuk bantalan bola:

Lh = 500 . Fh3

1

2

3

4

5

1

2

3

4

5

R

5

n

4

3

n

2

1

PERDIAN YURLIM 0710017211020

_1199530214.unknown

_1199530612.unknown

_1199640863.unknown

_1199644050.unknown

_1199640814.unknown

_1199535225.unknown

_1199530321.unknown

_1199530596.unknown

_1114516488.unknown

_1114516615.unknown

_1042625188.unknown

_1114516466.unknown

_1042796273.unknown

_1114516436.unknown

_1042797737.unknown

_1042795036.unknown

_1042564720.unknown

_1042572630.unknown

_1042564254.unknown