F. Batang Gigi (Rack Gear)

 Sebagaimana prinsip kerja rack gear, yaitu batang gigi berfungsi sebagai transmisi untuk merubah gerak lurus menjadi gerak putar atau sebaliknya batang gigi umumnya berpasagan dengan roda gigi. Bentuk Alur gigi pada batang gigi ada yang lurus juga ada yang miring terhadap sumbu melintang batang.

Gambar 8.6 Batang Rack Gear dan Pinion

(Sumber: google.com)

G. Perhitungan Rack Gear 

Standar ukuran gear rack sama dengan standar ukuran roda gigi, karena roda gigi rack selalu berpasangan dengan roda gigi, atau dpat dikatakan rack adlah roda gigidengan radius tak terhingga. Di sini jarak antara pusat dua gigi yang berdekatan pada garis tusuk aksial = axial pitch = px. Bila tusuk pada roda gigi poinion (pt = transvers pitch) maka:

Pt=n.m

(pt= jarak antar gigi)

H. Pengefraisan Rack Gear

Untuk pengefraisan roda gigi rack diperlakukan langkah-langkah tertentu agar pembuatan roda gigi yang dikerjakan pada mesin frais sesuai dengan rencana yang ditentukan.

1. Dalam pengefraisan gigi rack, pencekaman benda kerja dapat dilakukan dengan menjepit benda kerja pada ragum, menggunakan fixture dan dapat pula diklem langsung di meja mesin. 

2. Pada pencekaman dengan ragum, benda kerja dicekam melintang sebesar 90o terhadap meja. Sedangkan untuk pengefraisan dalam jumlah banyak dapat dilakukan dengan menggunakan fixture guna megurangi waktu setting. Pencekaman dengan klem dapat dilakukan dengan dua klem yang didikatkan pada alur alur T meja mesin frais.

Gambar 8.7 Pencekaman Rack Gear 

(Sumber: Machining Fundamental)

3. Dalam pemilihan, pemasangan dan pensetingan pisau pada pengefrasian rack pada dasanya sama dengan pemilihan, pemasangan maupun pensetingan pisau pada pengefraisan roda gigi lurus.

4. Kedalaman pemotongan harus ditentukan dan merupakan bahan pertimbangan dalam menseting pisu frais. Pada umumnya kedalaman pemotongan sama dengan kedalaman pemotongan roda gigi lurus.

5. Gerakkan meja hingga benda kerja yangntelah dicekam pada tempat yang akan disayat berada pada posisi tengah di bawah pisau.

6. Tempelkan kertas tipis yang telah dibasahi pada permukaan benda kerja, dekatkan benda kerja menuju pisau frais hingga meneyentuh kertas tipis.

7. Bila pisau telah menyentuh kertas tipis, hentikan mesin dan setinglah ukuran pada angka nol.

8. Bebaskan benda kerja dengan menggerakkan lurus dan naikkan sesuai kedalaman yang disyaratkan.

9. Lakukan pemakanan hingga tercapai kedalaman yang ditentukan dan jumlaj gigi yang ditentukan.

10. Dalam pegefrasian batang gigi pembagian pemotongan dapat dilakukan dengan menggeser meja sejauh pt=n.m dengan memutar langsung spindel meja.

11. Hasil batang gigi yang baik adlah yang tepat terhadap roda gigi pinion sebagai pasangannya atau gaugenya.

 E. Pengefraisan Roda Gigi Lurus

Beberapa tindakan penyetelan atau pengesetan mesin dengan saksama, akan sangat mengurangi kemungkinan adanya peralaytan mesin yang tidak akurat.

1. Persiapkan mesin frais dengan baik, pasang kepala pembagi universal pda meja mesin dan periksa kesehteran kepala pembagi dengan kepala pembagi dengan kepala lepas.

2. Pasang arbor pada mesin dengan posisi horizomtal dan pisau (pisau frais modul) pada arbor. Kemudian pasang penyangga arbor dan kencangkan baut-bautnya serta mur pada ujung arbor.

3. Pasang benda kerja (bahan roda gigi) yang telah dipegang mandrel pada kepala pembagi, pemotongan dilaksanakan ke arah kepala pembagi.

Gambar 8.4 Arah Pemakanan Benda Kerja Roda Gigi Lurus 

(Sumber: Machining Fundamental)

4. Periksa kesenteran benda kerja dengan menggunakan dial indicator, putara benda kerja satu putaran penuh. Lakukan penyetelan bila perlu dilakukan.

5. Lakukan penyenteran pisau modul terhadap benda kerja. Gunakan mikrometer kedalam dan penyiku baja. Setel mikrometer ke posisi 0.

Gambar 8.5 Kedudukan Cutter dengan Benda Kerja Roda Gigi Lurus 

(Sumber: Machining Fundamental)

6. Lakukan pemotongan awal tahap demi tahap pada setiap gigi untuk satu lingkaran, jika hasil tepat sejajar dengan posisi pertama pemotongan berarti proses pemotongan roda gigi telah siap dilakukan.

7. Pemutaran posisi pemotongan gigi ke gigi selanjutnya sesuai dengan perhitungan jumlah putaran tuas indeks kepala pembagi.

8. Pada saat proses pemotongan roda gigi gunakan cairan pendingin untuk hasil yang baik.

9. Setelah proses pemotongan roda selesai lakukan pengukuran dimensi roda gigi apakah telah sesuai dengan perencanaan.

10. Lepas roda gigi dari mandrel, bersihkan dan rapikan profil tepi gigi dari bagian yang tajam.

2. Pemilihan pisau frais untuk roda gigi

Standar roda gigi diklasifiasikan atas 2 macam:

a) Standar modul (m)

Modul ialah jarak antara garis lingkaran diameter pitch dengan garis lingkaran diameter luar dalam satu mm. Selain itu modul adalah perbandingan diameter pitch dibagi jumlah giginya. Semua ukuran roda gigi sistem Modul diukur dalam satuan Metrik (mm).

b) Standar diametral pitch (DP)

Standar diameter pitch (DP) ialah jumlah gigi dalam jarak ukuran diameter pitchnya dari sebuah roda gigi. Semua ukuran roda gigi sistem DP diukur dalam satuan imperial (inchi).

Hubungan antara modul (m) dan diametral pitch (DP) m=1/Z dan D=1/M, tentunya modul kebalikan dari DP. Pemilihan pisau roda gigi dengan standar modul menggunakan cutter modul. Dalam 1 set cutter modul ada 8 keping terdiri dari nomor 1 sampai nomor 8.

(Sumber: Machining Fundamental)

Untuk pemilihan pisau roda gigi dengan standar diametral pitch (DP) menggunakan cutter DP. Dalam 1 set cutter DP ada 8 keping terdiri dari nomor 1 sampai 8.

Tabel 8.4 Nomor Pisau Roda Gigi Standar Diametral Pitch

(Sumber: Machining Fundamental)

Gambar 8.3 Pisau Frais Modul

(Sumber: google.com)

D. Perhitungan Roda Gigi Lurus

          Pemotongan gigi memerlukan pengetahuan tentang bagian-bagian gigi untuk membantu menentukan pemotong gigi yang tepat untuk digunakan, kedalaman gigi, dan konfigurasi kepala pemisah.

1. Rumus Perhitungan roda gigi

 

Gambar 8.2 Bagian-Bagian Roda Gigi

(Sumber:Machining Fundamental)

Tabel 8.2 Rumus Perhitungan Roda Gigi lurus

(sumber: Machining Fundamental)

*setiap buku memberi singkatan atau simbol berbeda-beda

C. Macam – Macam Roda Gigi

1. Roda gigi Lurus

     Roda gigi lurus (apur) adalah roda gigi yang paling sederhana, yang terdiri dari silinder atau piringan dengan gigi-gigi yang terbentuk secara radial. Ujung dari gigi-giginya lurus dan tersusun paralel terhadap sumbu poros. Roda gigi ini hanya bia dihubungkan secara parallel.

2. Roda gigi dalam dan Luar

     Roda gigi dalam (internal gear) dan luar (External) (Gambar 8.1b) adalah roda gigi yang gigi-giginya terletak di bagian dalam dari silinder roda gigi. Berbeda dengan roda gigi eksternal yang memiliki gigi-gigi luar silindernya. Roda gigi internal tidak mengubah arah putaran.

3. Roda gigi miring

     Roda gigi mirng (heliks)(Gambar 8.1c) adalah penyempurnaan dari roda gigi lurus. Ujung-ujung dari gigi-giginya tidak paralel terhadap aksis rotasi, melaikan tersusun miring pada derajat tertentu. Gigi-gigi yang bersudut menyebabkan pertemuan antara gigi-gigi menjadi perlahan sehingga pergerakan dari roda gigi menjadi halus dan minim gerakan.

4. Roda gigi miring ganda

     Roda gigi miring ganda (double helical gear) atau roda gigi herringbone (Gambar 8.1d) muncul karena masalah dorongan aksial (axial thrust) dari roda gigi heliks tunggal. Double helical gear memiliki dua pasang gigi yang berbentuk V sehingga seolah-olah ada dua roda gigi heliks yang disatukan. Hal ini akan menyebabkan dorongan aksial saling meniadakan. Roda gigi heliks ganda lebih sulit untuk dibuat karena kerumitan bentuknya.

5. Roda gigi kerucut

     Roda gigi kerucut (bevel gear) berbentuk seperti kerucut terpotong dengan gigi-gigi yang terbentuk di permukaanya. Ketika dua roda gigi bevel bersinggungan, titik ujung kerucut yang imajiner akan berbeda pada satu titik, dan sumbu poros akan saling berpotongan. Sudut antara kedua roda gigi bevel bisa berapa saja kecuali 0derajat dan 180derajat.

     Roda gigi bevel dapat berbentuk lurus seperti roda gigi lurus (Gambar 8.1e) atau spiral (Gambar 8.1f) seperti roda gigi heliks. Keuntungan dan kerugiannya sama seperti perbandingan antara roda gigi dan roda gigi heliks.

6. Roda gigi hypolid

     Roda gigi hypolid (Gambar 8.1g) mirip denanroda gigi kerucut, namun kedua sumbu porosnya tidak berpotongan.

7. Roda gigi mahkota/Permukaan

     Roda gigi mahkota (crown gear) (Gambar 8.1h) adalah salah satubentuk roda gigi kerucut yang gigi-giginya sejajr dan tidak bersudut terhadap sumbu poros. Bentuk gigi-giginya menyerupai mahkota. Roda gigi mahkota hanya bisa dipasangkan secsrs akurat dengan roda gigi kerucut atau roda gigi lurus.

8. Roda gigi cacing

     Roda gigi cacing (worm gear) (Gambar 8.i) meyerupai skrup berbentuk batang yang dipasangkan dengan roda gigi. Gigi cacing digunakan untuk mentransmisikan daya atau putaran pada sudut 90o dan untuk mendapatkan rasio torsi yang tinggi dan kecepatan putar yang rendah.

     Kerugian dari roda gigi cacing adalah adnya gesekan yang menjadikan roda gigi cacing memiliki efisiensi yang rendah sehinnga membutuhkan pelumasan.

     Dalam pasangan roda gigi cacing, batangnya hanya bisa menggerakkan rods gigi, sehingga bisa dikatakan bahwa pasangan roda gigi cacing merupakan  transmisi satu arah.

 

9. Roda gigi pinion

     Pasangan roda gigi pinion (Gambar 8.1j) terdiri dari roda igi, yang disebut pinion, dan batang bergerigi yang disebut sebagai rack. Perpaduan rack dan pinion menghasilkan mekanisme transmisi torsi yang berbeda; torsi ditrans-misikan dari gaya putar ke gaya translasi atau sebaliknya. Ketika pinion berputar, rack akan bergerak lurus.

10. Roda gigi episiklik

     Roda gigi episiklik (planetary gear atau epicyclic gear) (Gambar 8.1k) adalah kombinasi roda gigi yang menyerupai pergerakan planet dan matahari. Roda gigi jenis ini digunakan untuk mengubah rasio putaran poros secara aksial, bukan parallel. Kombinasi dari beberapa roda gigi episiklik dengan mekanisme penghentian pergerakan roda gigi internal menghasilkan rasioyang dapat berubah-ubah. Mekanisme ini digunakan dalam kendaraan dengan transmisi otomatis.

sumber : google.com

11. Roda Gigi Non-Sirkular (Non Circular Gear)

Roda Gigi Non-Sikular dirancang untuk tujuan tertentu. Roda gigi biasa dirancang untuk mengoptimisasikan transmisi daya dengan minim getaran dan keausan, roda gigi non sikular dirancang untuk variasi radio, osilasi, dan sebagainya

Gambar 8.1l   Roda Gigi Non-Sirkular (Non Circular Gear)

sumber : google.com

12. Roda gigi cacing globoid (globoid worm gear)

Mempunyai perbandingan kontak yang lebih besar, dipakai untuk beban yang lebih besar. Contoh pemakaiannya seperti yang dipakai pada roda gigi difirensial otomobil

Gambar 8.1m   Roda gigi cacing globoid (globoid worm gear)

sumber : google.com

B. Klasifikasi Roda Gigi

Roda gigi dapat diklasifikasikan seperti tabel 8.1 berikut:

Tabel 8.1 Klasifikasi Roda Gigi

(Sumber : m-edukasi.kemendikbud.go.id)