Perhitungan roda gigi helik metrik / Metric module calculation of helical gear

A.      Perhitungan Alur Helik / spiral .

Dari gambar A.1 ditunjukkan perbedaan dari alur helik dan alur lurus, alur helik sendiri mempunyai pengertian adalah sebuah bidang yang melilit suatu poros secara melingkar memanjang mengikuti panjang poros dengan panjang spiral tertentu. Alur Helik / spiral pada mesing milling dapat dikerjakan dari kerjasama pergerakan sumbu memanjang (sumbu X) dengan putaran kepala pembagi secara otomatis. Hal ini dapat dilakukan dengan cara menghubungkan poros sumbu X mesin dan poros kepala pembagi melalui roda gigi perantara seperti di tunjukkan pada gambar A.2.

Gambar A.1 Alur spiral dan lurus

Gambar A.2 Pemasangan roda gigi perantara dan roda gigi pengganti

Pasangan roda gigi perantara ini akan menentukan kemiringan, sudut atau panjang dari helik yang akan dibuat. Untuk mendapatkan kemiringan atau sudut helik yang kita inginkan maka diperlukan perhitungan untuk mendapatkan pasangan roda gigi yang tepat. 

Perhitungan panjang spiral atau kisar dari helik dapat ditunjukkan dari gambar A.3  dan persamaan P.1 berikut ini

Gambar A.3 Geometri alur spiral

Dari gambar 1.9 diatas jika sebuah Persegi panjang ABCD dengan alur diagonal AD digulung maka akan membentuk sebuah tabung berdiiameter D yang ber-alur helik. Sehingga jika sudut β diketahui dan diameter benda kerja diketahui maka untuk mendapatkan P (kisar) dapat menggunakan persamaan 1.2 yaitu persamaan segitiga dengan metode trigonometri sebagai berikut :

…………………………………..(P.1)

Dimana P adalah kisar yang digunakan untuk mencari pasangan roda gigi perantara yang dapat dicari dari tabel roda gigi perantara.

Jika dalam pembuatan alur helik diketahui panjang kisar P dan diameternya  D maka untuk mencari besarnya kemiringan sudut β adalah :

…………………..……………..(P2)

Sudut β diperlukan ketika dalam pembuatan alur / roda gigi menggunakan pisau berbentuk piringan (disc) maka kemiringan kepala spindle harus mengikuti kemiringan sudut β tersebut seperti contoh pada gambar 1.10a. Apa bila menggunakan pisau jenis jari (end mill) kemiringan spindle tidak perlu mengikuti kemiringan sudut β seperti contoh gambar A.4

Gambar A.4 Pengefraisan alur helik dengan disc cutter

Gambar A.5 pengefraisan helical gear dengan end mill modul cutter

Contoh 1 perhitungan alur helik untuk menentukan roda gigi pengganti :

Sebuah roda gigi miring dengan diameter kepala (Dk) 80 mm dan kemiringan helik (β) 15° maka hitunglah panjang kisar untuk menentukan pasangan roda gigi perantara.

Penyelesaian perhitungan roda gigi helik :

Pada tabel roda gigi perantara nilai yang mendekati perhitungan diatas adalah 933,33 mm dimana pasangan roda giginya

A = 40                         C = 30

B = 70                         D = 100

Skema pemasangan roda gigi dapat dilihat pada gambar A.2.

  

B.       Perhitungan Roda gigi helik

Pada dasarnya dimensi pada rodagigi helik hampir sama dengan roda gigi lurus. Yang membedakan adalah pada roda gigi helik ada dua macam modul yang di gunakan yaitu modul normal (mn) yang parallel dengan kemiringan gigi, dan modul muka (mv) yang diukur dari sisi muka roda gigi. Dan terdapat juga Jumlah gigi bayangan (Zv)  yang digunakan untuk menentukan nomor pisau frais modul. Berikut pada gambar B.1 ditunjukkan geometri dari roda gigi helik

Gambar B.1 Geometri Rodagigi Helik

Persamaan yang dipakai untuk menghitung roda gigi helik adalah :

Mn       = modul normal .................................................................................... 1.3a 
Mv       = modul muka             = mn/cos β ……………………………………. 1.3b 
Pn        = Pitch normal             = mn. p ……………………………………….. 1.3c 
Pv        = Pitch muka               = mv. p …………………………………..…… 1.3d 
Dp       = Diameter Pitch         = mv . z ……………………………………..… 1.3e 
Dk       = Diameter Kepala      = Dp + 2mn                 = mv.z + 2mn ………… 1.3f 
Df        = Diameter kaki          = Dp – 2,33mn            = mv.z – 2,33mn .……... 1.3g 
hf         = 1,167mn ……………………………………………………………. 1.3h 
hk        = mn  ………………………………………………………..………… 1.3i 
h          = hk + hf         = mn + 1,167mn ………………………………....…… 1.3j .

Roda gigi helik yang berpasangan pada gambar B.2 membutuhkan sudut kemiringan yang berbeda arah satu sama lain supaya dapat bekerja sama.

Gambar B.2 pasangan roda gigi helik

perhitungan roda gigi lurus metris / spur gear metric module geometry calculation

Dari gambar terlihat geometri dari roda gigi lurus. Variabel dari roda gigi yang penting antara lain adalah ukuran modul dan jumlah gigi, kedua variabel tersebut menjadi dasar untuk menghitung variabel lain yang terdapat pada roda gigi lurus 

                       

Gambar geometri roda gigi lurus

Keterangan dari gambar  :

Dp       = Diameter pitch / diameter tusuk / pitch circle

Dk       = Diameter kepala / addendum pitch

Df        = Diameter kaki/ dedendum circle

h          = tinggi gigi

hk        = tinggi kepala / addendum

hf         = tinggi kaki/ dedendum

w         = lebar satu gigi

b          = tebal roda gigi

c          = Jarak sumbu

Pp        = pitch gigi / jarak bagi gigi

a                   = Sudut tekan / pressure angle

m         = modul

z          = jumlah gigi

Persamaan yang dipakai untuk menghitung roda gigi lurus antara lain :

Pp       = m . phi ……………………………………………………….……... 1.1a 

Dp      = m . z ………………………………………………………………… 1.1b 

Dk      = Dp + 2m       = m.z + 2m      = m (z+2) …………………………...…1.1c 

Df       = Dp – 2,33m = m.z – 2,33m = m (z-2,33) …………………………... 1.1d 

hf        = 1,167m ………………………………………………………………1.1e 

hk       = m …………………………………………………………………… 1.1f 

h         = hk + hf         = m + 1,167m ………………………………………… 1.1g .

Contoh perhitungan roda gigi lurus:

Akan dikerjakan roda gigi lurus dengan dimensi sesuai contoh adalah Dk = 70,5 mm,  z = 45 gigi tentukan dimensi-dimensi lain dari roda gigi tersebut

Penyelesaian dari contoh  adalah :

Dk       = m (z+2)

70,5     = m (45+2)

m         = 70,5 / 47

m         = 1,5 mm

Dp       = m.z

Dp       = 1,5 . 45

Dp       = 67,5 mm

Df        = Dp – 2,33m

Df        = 67,5 – 3,5

Df        = 64 mm

hf         = 1,167m

hf         = 1,75 m

hk        = m = 1,5

h          = hk + hf

h          = 1,5 + 1,75

h          = 3,25 mm