irvanoesman.files.wordpress.com€¦ · author: hp created date: 4/7/2017 3:02:39 pm
TRANSCRIPT
-
MAKALAH ELEMEN MESIN II
“PENGGUNAAN RODA GIGI PADA PESAWAT TERBANG”
Dosen Pengampu:
Catur Pramono, S.T., M.Eng.
Disusun oleh:
Irvan Usman Nur Rais (1510502006)
Ahmad Bashori (1510502004)
Laelan Farikh Aoladi (1510502005)
Abdullah Labib (1510502007)
Alfauzan Sofiafat N (1510502010)
Ari Aprianto (1510502011)
Rofik Munanjar (1510502012)
Ari Bagaskara (1510502013)
Tegar Adi Prabowo (1510502014)
PROGRAM STUDI S1 TEKNIK MESIN
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS TIDAR
2017
-
ii
KATA PENGANTAR
Puji syukur saya ucapkan atas kehadirat Allah SWT, karena dengan rahmat dan
karunia-Nya kami masih diberi kesempatan untuk menyelesaikan tugas makalah ini.
Makalah ini disusun agar pembaca dapat memperluas ilmu tentang penggunaan roda gigi
khusunya pada pesawat terbang, yang saya sajikan berdasarkan materi yang telah kami
peroleh pada mata kuliah elemen mesin II. Dengan penuh kesabaran makalah ini dapat
terselesaikan. Semoga makalah ini dapat bermanfaat bagi mahasiswa, khususnya pada diri
saya sendiri dan semua yang membaca laporan ini, dan mudah-mudahan juga dapat
memberikan wawasan yang lebih luas kepada pembaca.
Dalam penyelesaian tugas ini kami banyak menerima bantuan dan dukungan dari
banyak pihak, dan kesempatan ini kami berterimakasih kepada :
1. Kedua orang tua kami yang telah memberikan kasih sayang dan dukungan baik
Moril maupun Materiil sehingga kami dapat menyelesaikan makalah ini.
2. Dosen mata kuliah elemen mesin II, Bapak Catur Pramono, S.T., M.Eng.
3. Pihak-pihak yang terkait dalam pembuatan makalah ini.
Akhir kata kami sebagai penulis berharap semoga laporan ini dapat bermanfaat bagi para
pembaca. Dari kami mungkin masih ada kekurangan dan kesalahan, oleh karena itu kritik dan
saran yang sifatnya membangun sangat kami harapkan demi kesempurnaan praktik ini.
Magelang, 7 April 2017
Penyusun
-
iii
DAFTAR ISI
KATA PENGANTAR ................................................................................... ii
DAFTAR ISI ................................................................................... iii
BAB I. PENDAHULUAN ................................................................................... 1
1.1. Latar Belakang ................................................................................... 1
1.2. Rumusan Masalah ................................................................................... 1
1.3. Tujuan Penulisan ................................................................................... 1
BAB II. PEMBAHASAN ................................................................................... 2
1.1. Definisi Roda Gigi ................................................................................... 2
2.2. Klasifikasi Roda Gigi ................................................................................... 2
2.3. Aplikasi Roda Gigi Pada Pesawat Terbang .............................................. 13
BAB III. PENUTUP ................................................................................... 17
3.1. Kesimpulan ................................................................................... 17
DAFTAR PUSTAKA ...................................................................................18
-
1
BAB I
PENDAHULUAN
1.1.Latar Belakang
Roda gigi saat ini sudah mengalami perkembangan yang sangat pesat,jauh dibandingkan
pada saat awal mula ditemukannya yang hanya terbuat dari kayu dan disisipi gigi.Roda gigi
dibuat dengan tujuan agar mengurangi gejala slip yang berakibat berkurangnya transmisi
gerakan dan tenaga pada suatu shaft dari system.
Seiring perkembangan teknologi,roda gigi telah banyak mengalami perubahan,baik dari
segi geometri maupun bahannya yg telah disesuaikan pada kegunaan roda gigi tersebut.Ada
banyak tipe roda gigi yang dipergunakan dalam mesin-mesin pada kehidupan sehari-hari, tapi
yang akan dibahas kali ini adalah penggunaan roda gigi pada pesawat terbang.
Pada makalah ini penulis akan mengulas tentang aplikasi pemakaian roda gigi yang telah
banyak dipergunakan dalam mesin-mesin pesawat terbang.
1.2.Rumusan Masalah
Adapun permasalahan yang sering ditemui dalam aplikasinya adalah:
1. Apakah yang dimaksud dengan roda gigi tersebut?
2. Bagaimana klasifikasi roda gigi?
3. Bagaimana aplikasi roda gigi pada mesin pesawat terbang?
1.3.Tujuan Penulisan
1. Pembaca mengetahui definisi tentang roda gigi.
2. Pembaca mengetahui jenis – jenis roda gigi.
3. Pembaca dapat memahami aplikasi roda gigi pada mesin pesawat terbang.
-
2
BAB II
PEMBAHASAN
2.1.Definisi Roda Gigi
Definisi roda gigi adalah salah satu bentuk sistem transmisi yang mempunyai fungsi
mentransmisikan gaya, membalikkan putaran, mereduksi atau menaikkan putaran/ kecepatan.
Umumnya roda gigi berbentuk silindris, di mana di bagian tepi terdapat bentukan-bentukan
yang menyerupai (mirip) gigi ( bergerigi ).
Konstruksi roda gigi mempunyai prinsip kerja berdasarkan pasangan gerak.Bentuk gigi
dibuat untuk menghilangkan keadaan slip,sehingga penyaluran putaran dan daya dapat
berlangsung dengan baik.
Selain itu dapat dicapai kecepatan keliling (Vc) yang sama pada lingkaran singgung
sepasang roda gigi. Lingkaran singgung ini disebut lingkaran pitch atau lingkaran tusuk yang
merupakan lingkaran khayal pada pasangan roda gigi, tapi berperan penting dalam
perencanaan konstruksi roda gigi. Pada sepasang roda gigi maka perlu diperhatikan, bahwa
jarak lengkung antara dua gigi yang berdekatan (pitch) pada kedua roda gigi harus sama,
sehingga kaitan antara gigi dapat berlangsung dengan baik. Bentuk lengkung pada suatu
profil gigi, tidak dapat dibuat semaunya, melainkan mengikuti kurva-kurva tertentu yang
dapat menjamin terjadinya kontak gigi dengan baik.
2.2.Klasifikasi Rodagigi
Rodagigi diklasifikasikan sebagai berikut :
Menurut letak poros.
Menurut arah putaran.
Menurut bentuk jalur gigi
-
3
2.2.1. Menurut Letak Poros
Menurut letak poros maka rodagigi diklasifikasikan seperti tabel berikut :
Letak Poros Rodagigi Keterangan
Rodagigi
dengan poros
sejajar
Rodagigi lurus
Rodagigi miring
Klasifikasi atas dasar
bentuk alur gigi
Rodagigi miring ganda
Rodagigi luar
Rodagigi dalam dan pinion
Batang gigi dan pinion
Arah putaran berlawanan
Arah putaran sama
Gerakan lurus dan
berputar
Rodagigi
dengan poros
berpotongan
Rodagigi kerucut lurus
Rodagigi kerucut spiral
Rodagigi kerucut zerol
Rodagigi kerucut miring
Klasifikasi atas dasar
bentuk jalur gigi
Rodagigi kerucut miring ganda
Rodagigi permukaan dengan poros
berpotongan
Rodagigi dengan poros
berpotongan berbentuk
istimewa
Rodagigi
dengan poros
silang
Rodagigi miring silang
Batang gigi miring silang
Kontak gigi
Gerak lurus dan berputar
Rodagigi cacing silindris
Rodagigi cacing selubung ganda
Rodagigi cacing samping
Rodagigi hiperboloid
Rodagigi hipoid
Rodagigi permukaan silang
-
4
2.2.2. Menurut arah putaran
Menurut arah putarannya, rodagigi dapat dibedakan atas :
Rodagigi luar ; arah putarannya berlawanan.
Rodagigi dalam dan pinion ; arah putarannya sama
2.2.3. Menurut bentuk jalur gigi
Berdasarkan bentuk jalur giginya, roda gigi dapat dibedakan atas :
2.2.3.1 Roda gigi Lurus
Roda gigi lurus digunakan untuk poros yang sejajar atau
paralel. Dibandingkan dengan jenis roda gigi yang lain rodagigi lurus
ini paling mudah dalam proses pengerjaannya (machining) sehingga
harganya lebih murah. Rodagigi lurus ini cocok digunakan pada sistim
transmisi yang gaya kelilingnya besar, karena tidak menimbulkan gaya
aksial.
Gambar 2.1 Rodagigi Lurus
Ciri-ciri rodagigi lurus adalah :
1. Daya yang ditransmisikan < 25.000 Hp
2. Putaran yang ditransmisikan < 100.000 rpm
3. Kecepatan keliling < 200 m/s
4. Rasio kecepatan yang digunakan
Untuk 1 tingkat ( i ) < 8
Untuk 2 tingkat ( i ) < 45
Untuk 3 tingkat ( i ) < 200
( i ) = Perbandingan kecepatan antara penggerak dengan yang
digerakkan
-
5
5. Efisiensi keseluruhan untuk masing-masing tingkat 96% - 99%
tergantung disain dan ukuran.
Jenis-jenis rodagigi lurus antara lain :
1. Rodagigi lurus (external gearing)
Roda gigi lurus (external gearing) ditunjukkan seperti gambar
2.2. Pasangan roda gigi lurus ini digunakan untuk menaikkan atau
menurunkan putaran dalam arah yang berlawanan.
Gambar 2.2 Roda gigi Lurus Luar
2. Roda gigi dalam (internal gearing)
Roda gigi dalam dipakai jika diinginkan alat transmisi yang
berukuran kecil dengan perbandingan reduksi besar.
3. Roda gigi Rack dan Pinion
Roda gigi Rack dan Pinion (gambar 2.3) berupa pasangan
antara batang gigi dan pinion rodagigi jenis ini digunakan untuk
merubah gerakan putar menjadi lurus atau sebaliknya.
Gambar 2.3 Roda gigi Rack dan Pinion
-
6
4. Roda gigi permukaan
Roda gigi lurus permukaan (gambar 2.4) memiliki dua sumbu
saling berpotongan dengan sudut sebesar 90.
Gambar 2.4 Roda gigi Permukaan
2.2.3.2 Roda gigi Miring
Roda gigi miring (gambar 2.5) kriterianya hampir sama dengan
roda gigi lurus, tetapi dalam pengoperasiannya rodagigi miring lebih
lembut dan tingkat kebisingannya rendah dengan perkontakan antara
gigi lebih dari 1.
Gambar 2.5 Roda gigi Miring
Ciri-ciri roda gigi miring adalah :
1. Arah gigi membentuk sudut terhadap sumbu poros.
2. Distribusi beban sepanjang garis kontak tidak uniform.
3. Kemampuan pembebanan lebih besar dari pada roda gigi lurus.
4. Gaya aksial lebih besar sehingga memerlukan bantalan aksial
dan roda gigi yang kokoh.
-
7
Jenis-jenis roda gigi miring antara lain :
1. Roda gigi miring biasa
Gambar 2.6 Roda gigi Miring Biasa
2. Roda gigi miring silang
Gambar 2.7 Rodagigi Miring Silang
3. Roda gigi miring ganda
Gambar 2.8 Roda gigi Miring Ganda
4. Roda gigi ganda bersambung
-
8
Gambar 2.9 Roda gigi Ganda Bersambung
2.2.3.3 Roda gigi Kerucut
Roda gigi kerucut (gambar 2.10) digunakan untuk
mentransmisikan 2 buah poros yang saling berpotongan.
Gambar 2.10 Roda gigi Kerucut
Jenis-jenis roda gigi kerucut antara lain :
1. Roda gigi kerucut lurus
Gambar 2.11 Roda gigi Kerucut Lurus
-
9
2. Roda gigi kerucut miring
Gambar 2.12 Roda gigi Kerucut Miring
3. Roda gigi kerucut spiral
Gambar 2.13 Roda gigi Kerucut Spiral
4. Roda gigi kerucut hypoid
Gambar 2.14 Roda gigi Kerucut Hypoid
2.2.3.4 Roda gigi Cacing
Ciri-ciri roda gigi cacing adalah:
1. Kedua sumbu saling bersilang dengan jarak sebesar a, biasanya
sudut yang dibentuk kedua sumbu sebesar 90.
2. Kerjanya halus dan hampir tanpa bunyi.
-
10
3. Umumnya arah transmisi tidak dapat dibalik untuk menaikkan
putaran dari roda cacing ke cacing (mengunci sendiri).
4. Perbandingan reduksi bisa dibuat sampai 1 : 150.
5. Kapasitas beban yang besar dimungkinkan karena kontak
beberapa gigi (biasanya 2 sampai 4).
6. Rodagigi cacing efisiensinya sangat rendah, terutama jika sudut
kisarnya kecil.
Batasan pemakaian rodagigi cacing adalah:
a) Kecepatan rodagigi cacing maksimum 40.000 rpm
b) Kecepatan keliling rodagigi cacing maksimum 69 m/s
c) Torsi rodagigi maksimum 70.000 m kgf
d) Gaya keliling rodagigi maksimum 80.000 kgf
e) Diameter rodagigi maksimum 2 m
f) Daya maksimum1.400 Hp
Peningkatan pemakaian rodagigi cacing seperti gambar 2.15,
dibatasi pada nilai i antara 1 sampai dengan 5, karena dengan ini bisa
digunakan untuk mentransmisikan daya yang besar dengan efisiensi
yang tinggi dan selanjutnya hubungan seri dengan salah satu tingkat
rodagigi lurus sebelum atau sesudahnya untuk dapat mendapat reduksi
yang lebih besar dengan efisiensi yang lebih baik.
Gambar 2.15 Roda gigi Cacing
Pemakaian dari roda gigi cacing meliputi: gigi reduksi untuk
semua tipe transmisi sampai daya 1.400 Hp, diantaranya pada lift,
motor derek, untuk mesin tekstil, rangkaian kemudi kapal, mesin bor
vertikal, mesin freis dan juga untuk berbagai sistim kemudi kendaraan.
-
11
Adapun bentuk profil dari rodagigi cacing ditunjukkan seperti pada
gambar 2.16 :
N-worm E-worm K-worm H-
worm
i ii iii iv
Gambar 2.16 Profil Roda gigi Cacing
1. N-worm atau A-worm
Gigi cacing yang punya profil trapozoidal dalam bagian
normal dan bagian aksial, diproduksi dengan menggunakan
mesin bubut dengan pahat yang berbentuk trapesium, serta tanpa
proses penggerindaan.
2. E-worm
Gigi cacing yang menunjukkan involut pada gigi miring
dengan antara 87sampai dengan 45o .
3. K-worm
Gigi cacing yang dipakai untuk perkakas pahat mempunyai
bentuk trapezoidal, menunjukkan dua kerucut.
4. H-worm
Gigi cacing yang dipakai untuk perkakas pahat yang berbentuk
cembung.
-
12
Tipe-tipe dari penggerak rodagigi cacing antara lain :
a. Cylindrical worm gear dengan pasangan gigi globoid
Gambar 2.17 Cylindrical Worm Gear Dengan
Pasangan Gigi Globoid
b. Globoid worm gear dipasangkan dengan roda gigi lurus
Gambar 2.18 Globoid Worm Gear Dipasangkan
Dengan Roda gigi Lurus
c. Globoid worm drive dipasangkan dengan roda gigi globoid
Gambar 2.19 Globoid worm drive
dipasangankan dengan roda gigi globoid
d. Rodagigi cacing kerucut dipasangkan dengan roda gigi kerucut
globoid yang dinamai dengan rodagigi spiroid (gambar 2.20)
-
13
Gambar 2.20 Roda gigi cacing kerucut
dipasangkan dengan roda gigi kerucut globoid
2.3. Aplikasi Roda Gigi pada Pesawat Terbang
2.3.1. Pesawat T34C-1 Charlie menggunakan turboprop engine PT6A-25 dan
pesawat DHC-6 Twin Otter menggunakan turboprop engine PT6A-27.
Penggunaan roda gigi pada pesawat jenis ini yakni pada :
a. Power Turbine
Fungsinya mengubah energi panas untuk memutar shaft power
turbine yang menggunakan reduction gear box melalui putaran shaft
tersebut sehingga dapat menggerakan propeller/baling-baling. Roda
gigi yang digunakan pada power turbine untuk menggerakan shaft
power turbine yaitu sun gears.
Gambar 2.21. Roda gigi lurus pada power turbine
b. Batang propeller / baling-baling
Fungsinya untuk menghasilkan gaya dorong (thrust) bagi
pesawat bermesin turboprop, yang dihasilkan dari energi yang
-
14
diekstrasikan dari putaran power turbine yang memutar shaft power
turbine dan reduction gearbox sehingga memutar propeller. Roda gigi
yang digunakan pada reduction gearbox yaitu roda gigi lurus yang
digunakan untuk mengubah RPM tinggi.
Gambar 2.22. Roda gigi lurus pada batang baling-baling
2.3.2. Helicopter Lynx menggunakan mesin turboshaft GEM/RR 1004
bertenaga 900 shp dan Helicopter Sea King menggunakan mesin
turboshaft Gnome 1.660 shp (1.238 kW).
Penggunaan roda gigi pada mesin turboshaft yang digunakan pada
helikopter yaitu pada:
a. Reduction gearbox
Reduction gearbox yang dihubungkan langsung dengan power
turbine untuk memutar propeller shaft/batang baling-baling. Roda gigi
yang digunakan pada reduction gearbox ini adalah roda gigi lurus.
-
15
Gambar 2.23. Roda gigi lurus pada reduction box mesin helikopter
b. Roda gigi bevel juga digunakan pada jenis helikopter tertentu,
digunakan untuk merubah arah putaran dari power turbin yaitu vertikal
menjadi horizontal yang diteruskan ke-shaft propeller/baling-baling.
Gambar 2.24. Roda gigi bevel pada baling-baling helikopter
http://4.bp.blogspot.com/_fuYFqFOuPc4/SfRrpefwPsI/AAAAAAAAAK0/CHJvKEFXFw4/s1600-h/pt6a-schema+turbo+shaft.gifhttp://4.bp.blogspot.com/_fuYFqFOuPc4/SfRrpefwPsI/AAAAAAAAAK0/CHJvKEFXFw4/s1600-h/pt6a-schema+turbo+shaft.gif
-
16
2.3.3. Pesawat Light Aircraft menggunakan engine piston.
Penggunaan roda gigi pada pesawat ini mirip seperti yang digunakan
pada sepeda motor. Seperti pada gambar dibawah ini:
Gambar 2.25. Roda gigi lurus pada piston engine pesawat light aircraft
Pada nomor 1, 2, dan 3, ditunjukan pada bagian mesin pesawat
light aircraft yang menggunakan piston engine. Roda gigi yang
digunakan yakni roda gigi lurus.
Gambar 2.26. Roda gigi lurus pada piston engine pesawat light aircraft
-
17
BAB III
PENUTUP
3.1. Kesimpulan
Roda gigi adalah suatu benda berbentuk silindris, di mana di bagian tepinya terdapat
profil yang menyerupai gigi. Ada beberapa macam bentukan profil roda gigi. Di
antaranya roda gigi silindris, roda gigi payung, roda gigi cacing, dan bentukkan khusus
lainnya. Setiap macam bentukan memeiliki fungsi dan karakteristik yang berbeda beda.
Namun pada intinya berfungsi mentransmisikan gaya dan merubah arah putaran. Terdapat
fungsi lain roda gigi salah satunya untuk menaikkan atau menurunkan putaran
(kecepatan).
-
18
DAFTAR PUSTAKA
Green, W. and Cross, R.The Jet Aircraft of the World (1955). London: MacDonald
Van Sickle, Neil D. et al. (1999). "Turboprop Engines". Van Sickle's modern airmanship.
McGraw-Hill Professional. p. 205. ISBN 978-0-07-069633-4.
Wikipedia.(2017, 31 Januari).Turboprop. https://id.wikipedia.org/wiki/Turboprop
(diakses pada 7 april 2017)
Wikipedia.(2017, 31 Januari).Turboshaft.
https://id.wikipedia.org/wiki/Mesin_Turboshaft (diakses pada 7 april 2017)
Wikipedia.(2016, 10 Oktober). Mesin Pesawat Terbang.
https://id.wikipedia.org/wiki/Mesin_pesawat_terbang (diakses pada 7 April
2017)
https://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Neil_D._Van_Sickle&action=edit&redlink=1http://books.google.com/books?id=Ol-KVtOk_ZEC&pg=PA205https://id.wikipedia.org/wiki/International_Standard_Book_Numberhttps://id.wikipedia.org/wiki/Istimewa:Sumber_buku/978-0-07-069633-4https://id.wikipedia.org/wiki/Turboprop%20(diakseshttps://id.wikipedia.org/wiki/Turboprop%20(diakseshttps://id.wikipedia.org/wiki/Mesin_Turboshaft%20(diakseshttps://id.wikipedia.org/wiki/Mesin_Turboshaft%20(diakseshttps://id.wikipedia.org/wiki/Mesin_pesawat_terbang