TUGAS PERANCANGAN ELEMEN MESIN III

TUGAS PERANCANGAN ELEMEN MESIN III

Dikerjakan oleh :

1. Inggar Prio Awis 20402. Indra Anugrah 2040

3. Mindry 2040

4. Fahmi Al Kautsar 20406269JURUSAN TEKNIK MESIN

UNIVERSITAS GUNADARMADAFTAR ISIDAFTAR ISI..2BAB I RANGKUMAN1.1 Pengertian Gear31.2 Fungsi Gear31.3 Klasifikasi Gear31.4 Modus kegagalan (failure) pada gear dan gearbox41.5 Rumus Dasar Perhitungan Gear4 BAB II PERHITUNGAN 2.1 Layout perancangan

7

2.2Perhitungan untuk Pulley dan Belt8BAB I

RANGKUMAN1.1 Pengertian GearGear merupakan komponen mekanikal yang menstransmisi-kan daya dan gerakan diantara sumbunya. Gear juga dapat mengubah arah putaran dan mengubah gerakan rotasi menjadi gerakan linier.

Gear banyak digunakan pada : automotive industries, coal plants industry, steel plants industry, paper industry, dll.

1.2 Fungsi Gear Mentransmisikan daya ( power ) secara mekanik.

Mengubah ( mempercepat atau memperlambat ) kecepatan putar.

Mengubah ( menaikan atau menurunkan ) daya atau torsi.

Menjaga ratio kecepatan konstan.

1.3 Kalasifikasi Gear

1.parallel Axes

Spur gear

Helical gear

Herringbone gear

2.Intersecting Axes

Straight Bevel Gear

Spiral Bevel Gear

Zerol Bevel Gear3. Non Parallel,Non Intersecting

Screw gear

Hypoid Gear

Worm Gear

1.4 Modus kegagalan (failure) pada Gear dan Gear Box

1. Patah pada gigi (tooth breakage) akibat tegangan lentur (bending stress) pada gigi

2. Keausan pada gigi (tooth wear) akibat kontak tegangan (contact stress) pada permukaan gigi

3. Kegagalan pada Bearing

4. Kegagalan pada Poros (shaft)

5. Vibrasi

6. Overheating

1.5 Rumus Dasar Perhitungan Gear

Kecepatan pitch,

n=kec. putar [rpm]

Daya yang ditransmisikan ( British Unit )

T=torsi [lb-in]

V dalam ft/min

Daya yang ditransmisikan ( SI Unit )

Ft [N],

V[m/sec]

T [Nm]

Dalam perhitungan gear dapat digunakan persamaan lewis sebagai berikut :

Dimana,

= tegangan lentur (bending stress)Ft = Beban tangensial pada gigi

Pd = Diametral pitch

f = lebar muka (face width) gigi

Y = faktor Lewis (fungsi dari jumlah gigi dan pressure angle [nilainya dari tabel])

Pengaruh Dinamik pada Persamaan Lewis

Memasukan pengaruh kecepatan pitch, V berdasarkan kenyataan bahwa jika pasangan gear berputar, maka beban yang aman akan berkurang jika kecepatan bertambah

Perhitungan kekuatan lentur dengan Persamaan AGMA

( American Gear Manufacturers Association)

1.Beritis unit

2. SI unit

Dimana: = tegangan lentur pada akar gigiFt = Beban tangensial pada gigi

Pd = Diametral pitch

bw = lebar muka (face width) gigi

m=module

J = faktor geometri (slide 10)Ko = Faktor Pembebanan (slide 11)Ks = Faktor ukuran (slide 12)

Km = Faktor mounting (slide 13)

Kv = Faktor dinamik (slide 14)

BAB II

PERHITUNGAN

2.1 Layout perancangan

Diketahui : Wrap angle = 210 pada Pulley Input dan = 180 pada Pulley output.

Koefisien gesek flat-belt dan conveyor-belt f=0.8

Kecepatan linier pada flat-belt 4m/s Material Flat Belt dan conveyor-belt menggunakan Polyamide dengan lebar b=127 mm.= 5 inKecepatan angular pada pulley output, 2=40 rpm.

Daya yang ditransmisikan, P= 9kW = 12 hpMaterial Poros input dan poros output: AISI 4340

Asumsi kondisi pembebanan uniform.2.2 Perhitungan untuk Pulley dan Belt Untuk pulley dan belt input

Wrap angle = 210 1 rad/s = 9.5 rpm Koefisien gesek flat-belt f=0.8 1 rad = 180 derajat Kecepatan linier pada flat-belt 4m/s. 1lb = 4.45 N Lebar Flat Belt b=127 mm.

Jadi perhitungannya :

1. Kecepatan putar pulley input (w1) dengan (gr =6) maka

Dan

2. Diameter pulley input (D1) :

maka = =

Maka kita ambil berdasar tabel Polyamide A5 : (diameter :13.5 in) Tebal = 0.25 in = 6.35 10 -3 m Teg. Yang diijinkan per unit lebar = (fa) = 275 lb/in = 48179.13 N/m

Lebar (b) = 0.127 m

Spec Weight = 0.039 lb/in3 = 10582.3 N/m3

W= = 10582.3 N/m3 x 0.127 m x 6.35 .10-3 m = 8.53 N/m Penentuan Gaya gaya pulley input :

Fi = T f + 1= 356.3 (0.8)(1.17) + 1 = 251.44 / -0.66= -381N

Df - 1 0.32 (0.8)(1.17) - 1 Ft = T /D = 356.3 Nm / 0.32m = 1113.44 N Fc = W V12 = 8.53 N/m3 x ( 4m/s)2

g 9.81 m/s2 Maka F1 = fi +fc + ft = -381+13.9 +1113.44 = 746.34 N

Dan F2 = fi +fc - ft = -381+13.9 -1113.44 = -1480.54 NMaka

= 746.34 cos 15 1480.54 cos 15

= -709.18 N

Fy = - F1 sin 15 + F2 sin 15

= -746.34 sin 15 1480.34 sin 15 = -576.36 N

Fr = Fx2 + Fy2 = (-709.18)2 + (-576.36)2

= 913.85 N

Cp = 0.72

Tegangan yang di ijinkan (F1.a) = b.Fa.Cp.Cv

= 0.127 m. 48179.13 N/m . 0.72 .1

= 4405.5 N

maka = = 5.9 (baik krn SF>1)

Untuk pulley dan belt output:

Wrap angle = 180

Koefisien gesek conveyor-belt f=0.8

Kecepatan angular 2=40 rpm.

Daya, P= 9kW

Perhitungannya :

Asumsi kan V2 = 0.4 m/s

V2 = W2 . r2 maka d2 = 2 V2/ W2

D2 = 2 x 0.4 / 4.2 rad/s = 0.19 m = 7.5 in

Torsi Pulley output :T2 = = = 2143 Nm

Perhitungan gaya- gaya pulley output :

Fi = T f + 1= 2143 (0.8)(1) + 1 = 463 / -0.735 = -630 N

Df - 1 0.19 (0.8)(1) - 1

Ft = T2 / D2 = 21473 Nm / 0.1 = 11279 N

Fc= W V22 = 8.53N/m x (0.4m/s)2 = 0.14 N

g 9.81m/s2

F1 = fi + fc + ft = -630 + 211279 + 0.14 = 10649 N

F2 = fi + fc ft = -630 + 0.14 11279 = -11909 N

EMBED Equation.3

EMBED Equation.3

EMBED Equation.3

EMBED Equation.3

= Faktor kecepatan untuk gear kasar

= Faktor kecepatan untuk gear halus

= Kecepatan pitch [ft/min]

dimana d = Diameter pitch [in]

n= kec. Putar [rpm]

EMBED Equation.3

EMBED Equation.3

EMBED Equation.3

EMBED Equation.3

PAGE 2

_1270407700.unknown

_1270408776.unknown

_1270410893.unknown

_1270411388.unknown

_1270412061.unknown

_1270412107.unknown

_1270411319.unknown

_1270410516.unknown

_1270410738.unknown

_1270410063.unknown

_1270407989.unknown

_1270408189.unknown

_1270407852.unknown

_1268163887.unknown

_1270407359.unknown

_1270407626.unknown

_1268287412.unknown

_1268675741.unknown

_1270407310.unknown

_1268287644.unknown

_1268164018.unknown

_1268163544.unknown

_1268163636.unknown

_1268163420.unknown