MESIN FRAIS 2: Roda Gigi Lurus

RODA GIGI

Roda gigi merupakan batang bulat yang mempunyai gigi-gigi hasil dari pemotongan.

Secara umum fungsi dari roda gigi adalah untuk :

1.     Meneruskan daya dari poros penggerak ke poros yang digerakkan.

2.     Mengubah putaran dari poros penggerak ke poros yang digerakkan, yaitu dari putaran tinggi ke putaran rendah atau dari putaran rendah ke putaran tinggi.

3.     Memindahkan zat cair dari satu tempat ke tempat lain, misalnya oli, minyak tanah, dan sebagainya. Jadi, fungsi roda gigi di sini adalah sebagai pompa zat cair. Dalam otomotof dikenal adanya sistem pelumas dengan roda gigi.

 JENIS RODA GIGI MENURUT BENTUK GIGI

1.     Roda gigi lurus (spur gear), Pada jenis roda gigi ini, pemotongan gigi-giginya adalah searah dengan porosnya.

2.     Roda gigi helix (helical gear) Jenis roda gigi ini pemotongan gigi-giginya tidak lurus tetapi sedikit membentuk sudut di sepanjang badan gigi yang berbentuk silinder.

3.     Roda gigi payung (straight bevel gear), Pada jenis roda gigi ini pemotongan gigi-giginya adalah pada bagian yang konis.

4.     Roda gigi spiral (spiral gear), Gigi-gigi roda gigi spiral arahnya membentuk suatu kurve.

5.     Roda gigi cacing (worm gear), Jenis roda gigi ini biasanya merupakan satu pasangan yang terdiri dari batang berulir cacing dan roda gigi cacing.

6.     Roda gigi dalam (internal gear), Pada jenis roda gigi ini pemotongan gigigiginya adalah pada bagian dalam dari permukaan ring/lubang.

 JENIS RODA GIGI MENURUT POSISI POROS PASANGAN RODA GIGI

1.     Roda gigi yang masing-masing porosnya satu sama lain posisinya sejajar sewaktu roda-roda gigi tersebut dipasangkan. Contohnya adalah roda gigi lurus (spur gear) dan roda gigi helix (helical gear.

2.     Roda gigi yang masing-masing porosnya satu sama lain posisinya sejajar sewaktu roda-roda gigi tersebut dipasangkan. Contohnya adalah roda gigi lurus (spur gear) dan roda gigi helix (helical gear) spiral

3.     Roda gigi yang poros-porosnya satu sama lain posisi tegak lurus, akan tetapi poros yang satu berada di atas poros yang lian dengan posisi menyilang. Contohnya adalah roda gigi cacing, juga roda gigi helix.

 RODA GIGI LURUS

Roda gigi lurus pada umunya digunakan untuk memindahkan putaran antara dua poros yang sejajar.

Apabila dua buah roda gigi dengan ukuran yang berbeda dipasangkan, roda gigi yang mempunyai ukuran lebih besar disebut gear dan roda gigi yang mempunyai ukuran lebih kecil disebut pinion.

Roda gigi lurus biasanya digunakan untuk kecepatan-kecepatan rendah hingga sedang.

Contoh penggunaan roda gigi lurus antara lain untuk: roda gigi pemindah pada mesin bubut, mesin frais, roda gigi untuk pemindah cepat pada gearbox, starter pinion pada motor, hand winches untuk menggerakkan benda yang berat.

 BEBERAPA ISTILAH PENTING DALAM RODA GIGI

1. Diametral pitch (P) adalah banyaknya gigi untuk tiap satu inchi dari diameter lingkaran pitc

Dimana :

p   =diametral pitch (mm)

z   = banyaknya gigi

D = diameter lingkaran pitch (mm)

2. Modul (m) adalah panjang dari diameter lingkaran pitch untuk tiap gigi (mm).

3.    Circular Pitch (CP) adalah jarak arc yang diukur pada lingkaran pitch dari salah satu sisi sebuah gigi ke sisi yang sama dari gigi yang berikutnya.

4.     Addendum (Add) adalah jarak radial dari lingkaran pitch sampai pada ujung puncak dari gigi.

5.     Kelonggaran (Clearance) adalah jarak radial dari ujung puncak sebuah gigi roda gigi yang satu ke bagian dasar dari gigi roda gigi yang lain untuk suatu pasangan roda gigi.

      Harga-harga standar dari clearance ini adalah

6.  Deddendum (Dedd) adalah jarak radial dari lingkaran pitch sampai pada dasar dari gigi

7.    Diameter blank (blank diameter) adalah jarak yang panjangnya sama dengan diameter lingkaran pitch ditambah dengan dua addendum.

Black diameter = D + 2.Addendum

Maka,

8.     Ketebalan gigi adalah jarak tebal gigi yang diukur pada lingkaran pitch dari satu sisi ke sisi yang lain pada gigi yang sama.

9.     Back Lash atau kira-kira gerak terlambat. Untuk sudut tekan (pressure angle) biasanya dibuat sama dengan 20° dan 14½°. Roda gigi dengan sudut tekan 20° kedalaman gigi (teeth depth) umumnya dibuat 2,25 x modul (m). Untuk roda gigi dengan sudut tekan 14½° kedalaman giginya dibuat sama dengan 2,157 x modul (m)

STANDARISASI SISTEM SATUAN RODA GIGI

1.     SISTEM MODUL

Modul merupakan kependekan dari kata modulus yaitu suatu perbandingan antara diameter jarak bagi dari suatu roda gigi dengan jumlah giginya.

Jika roda gigi mempunyai ukuran diameter jarak bagi adalah “D” dalam satuan mm dengan jumlah giginya “z” buah gigi, maka modulusnya adalah:

dimana

D = diameter jarak bagi ( mm )

z = jumlah gigi dari roda gigi,

m = modul

Roda gigi yang mempunyai jumlah gigi z buah, dengan jarak busur antara giginya atau tusuk gigi “Tg” (mm), maka satu keliling roda gigi tersebut adalah “Tg x z”. sedangkan kita ketahui bahwa satu keliling lingkaran roda gigi yang berdiameter D mm mempunyai keliling “π x D”. dengan demikian dapat ditulis:

Harga atau nilai modul standar JIS B 1701 -1973 yang terdiri tiga seri.

Keterangan : Jika seri ke 1 merupakan pilihan pertama. Jika tidak memungkinkan dipilih seri ke 2 atau ke 3

 Harga atau nilai modul  standar NEN 1630

Harga atau nilai modul  standar DIN 780

RUMUS UMUM RODA GIGI SYSTEM MODUL

1. Garis Tengah Tusuk adalah Tempat kedudukan gigi-gigi bersinggungan apabila dua roda gigi dihubungkan satu sama lain

2. Tusukan Gigi adalah Jarak antara gigi yang satu dengan gigi lainnya yang terletak pada garis tengah

Banyak jumlah gigi suatu roda gigi berdasarkan pada jarak tusukan gigi dan keliling garis tengah tusuk

Keterangan:

gt     = Garis tengah tusuk

Tg   = Tusuk Gigi

z     = Banyak Gigi

         π    = konstanta

MODUL (m) merupakan Tusuk Gigi (Tg) dibagi Phi (π), maka;

sehingga,

GARIS TENGAH TUSUK (gt) menjadi;

TINGGI KEPALA GIGI antara

TINGGI KAKI GIGI antara

maka;

TINGGI KEPALA GIGI (Tkg);

TINGGI GIGI (T);

GARIS TENGAH LUAR GIGI/BAKAL BAHAN (gl); 

GARIS TENGAH KAKI GIGI (gk);

Besaran modul pisau frais roda gigi:

-          Besaran dari 0,5 – 4 dengan kenaikan tiap modul 0,25

-          Besaran dari 4 – 7 dengan kenaikan tiap modul 0,5

-          Besaran dari 7 – 20 dengan kenaikan tiap modul 1

Tiap-tiap modul dari 0,5 – 10 terdiri dari 8 set dengan bernomor 1 – 8, yaitu:

No. 1 untuk pembuatan gigi berjumlah 12 – 13 gigi

No. 2 untuk pembuatan gigi berjumlah 14 – 16 gigi

No. 3 untuk pembuatan gigi berjumlah 17 – 20 gigi

No. 4 untuk pembuatan gigi berjumlah 21 – 25 gigi

No. 5 untuk pembuatan gigi berjumlah 26 – 27 gigi

No. 6 untuk pembuatan gigi berjumlah 35 – 34 gigi

No. 7 untuk pembuatan gigi berjumlah 55 – 134 gigi

No. 8 untuk pembuatan gigi berjumlah 135 gigi

Contoh soal:

Roda gigi akan dibuat sebanyak 85 gigi. Hitunglah ukuran garis tengahnya, garis tengah dan tinggi giginya, jika modulnya 1,5.

Jawab;

Dik      :    z      = 85 buah

               m      = 1,5

Dit       :    gt?, gl?, dan T?

Maka,

2. SISTEM DIAMETRAL PITCH (DP)

Diametral Pitch adalah ukuran banyak gigi yang terletak di garis tengah tusuk dalam satuan inchi.

Jika sistem modul dengah Dp dihubungkan, maka;

maka;

RUMUS UMUM RODA GIGI SYSTEM DIAMETRAL PITCH (DP)

Keterangan:

Dp = Diametral Pitch

Tg = Tusukan Gigi

gl = Garis Tengah Luar

gt = Garis Tengah Tusuk

z = Banyaknya gigi

t = Tebal Gigi

k = Kelonggaran (clearance)

T = Tinggi Gigi

Contoh soal:

Suatu roda gigi yang bergigi 60 buah dengan garis tengah tusuk sebesar 4 inchi, maka diametral pithnya:

Jawab;

Dik :    z    = 60 buah

           gt   = 4 inchi

Dik :    Dp?

Maka :

3.  SISTEM CIRCULAR PITCH

Circular pitch (Cp) yaitu jarak antara gigi dalam satuan inchi. Jika diameter lingkaran jarak bagi mempunyai ukuran D dalam satuan inchi dengan jumlah gigi z buah gigi, maka circular pitchnya adalah:

Keterangan:

Cp = Circular pithc dalam satuan inchi

D = diameter jarak bagi dalam satuan inchi

Z = jumlah gigi

Dari persamaan rumus beberapa system roda gigi, jika:

Maka:

LANGKAH KERJA MENGEFRAIS RODA GIGI LURUS

1.     Periksa dahulu apakah mesin dan semua peralatan dalam keadaan baik.

2.     Periksa dahulu apakah lingkungan sekitar dalam keadaan bersih, rapi dan aman.

3.     Pasanglah kepala pembagi dan kepala lepas di atas meja mesin.

Periksalah/stel kedudukan kepala pembagi dengan senter kepala lepas sebelum kepala pembagi dan kepala lepas diikat pada meja. Jika kedudukannya sudah sejajar, ikatlah kepala pembagi pada meja (kepala lepas jangan diikat).

4.     Pasanglah pisa frais modul 2,25 no 5 pada poros frais. Periksa kedudukannya terhadap kepala pembagi sehingga letaknya sejajar.

5.     Persiapkan pembagian kepala pembagi. Jika gigi yang akan buat sebanyak 32 gigi. Maka putaran engkol pembagi harus diputar sebesar (Nk ) = 40/Z = 40/32 = 18/32 putaran atau 15/20 putaran atau 1 putaran + 8 bagian pada piring pembagi yang berlubang 20 tiap perpindahan pengefraisan.

6.     Pasang bakal roda gigi pada mandrel, kedudukannya di tengah mandrel dan harus  terpasang dengan kuat.

7.     Pasang/ikat mandrel pada kepala pembagi, ujungnya di tahan oleh senter kepala lepas. Aturlah tekanan senter kepala lepas dengan baik, kemudian ikatlah kepala lepas.

8.     Naikkan meja sehingga jarak antar pisau frais dan bakal roda gigi setebal kertas. Stel Pisau frais agar posisinya tepat ditengah bakal roda gigi.

9.     Geser meja mesin frais agar bakal roda gigi berada diluar kedudukan pisau frais. Tempatkan garis pengukur tebal penyayatan pada angka nol.

10.  Tebal penyayatan / tinggi gigi ( Tg )  = 2,166 x M  =  2,166 x 2,25 = 4,8735 mm

11.  Naikkan meja mesin frais sebesar 3 mm, untuk penyayatan pertama.

12.  Keraskan semua mur pengikat yang memungkinkan meja bergerak melintang dan ke bawah, kemudian atur putaran pisau frais dan kecepatan penyayatan.

13.  Jalankan mesin dan mulailah dengan penyayatan pertama. Jika gigi pertama telah tersayat, gerakkan kembali meja itu hingga pada kedudukan semula. Putarlah engkol pembagi sebesar 15/20 putaran. Sayatlah gigi kedua dengan cara yang sama, demikian juga dengan gigi yang lainnya hingga semuanya tersayat.

14.  Kendorkan mur-mur pengikat lutut agar meja dapat bergerak keatas. Naikkan meja sebesar 1,87 mm untuk menambah tebal penyayatan terakhir.

15.  Keraskan kembali mur-mur pengikat lutut. Dan mulailah penyayatan sampai semua gigi tersayat dengan cara yang sama seperti penyayatan yang pertama.

16.  Selama proses penyayatan, pisau frais harus diberi cairan pendingin agar pisau frais tidak cepat tumpul.

17.  Bersihkan mesin dan semua peralatan yang digunakan.

18.  Kembalikan semua peralatan yang digunakan ketempat semula dalam keadaan bersih dan baik.

19.  Bersihkan lingkungan sekitar tempat kerja, hingga rapi, tertata dan nyaman.

SELAMAT BEKERJA