Roda Gigi 101: Jenis, Keterlibatan, Akurasi & Perhitungan

Pernahkah Anda bertanya-tanya tentang dunia roda gigi yang memukau? Dalam artikel blog ini, kita akan menjelajahi sejarah, jenis, dan terminologi dari komponen mekanis yang penting ini. Bergabunglah bersama kami saat kami mempelajari seluk-beluk roda gigi, dipandu oleh keahlian seorang insinyur mesin yang berpengalaman. Temukan bagaimana roda gigi telah berkembang selama berabad-abad dan pelajari peran penting mereka dalam mesin modern.

Daftar Isi

1. Apa yang dimaksud dengan roda gigi?

Roda gigi adalah komponen mekanis bergigi yang direkayasa secara presisi yang dirancang untuk menyatu dengan roda gigi atau komponen bergigi lainnya. Roda gigi adalah elemen fundamental dalam sistem transmisi daya, yang mengubah kecepatan rotasi dan torsi antar poros. Roda gigi dicirikan oleh bentuknya yang melingkar dengan gigi yang berjarak sama di sepanjang pinggirannya, biasanya mengikuti profil yang tidak rata untuk keterlibatan yang optimal.

Aplikasi roda gigi dalam transmisi mekanis dan di seluruh bidang teknik mesin yang lebih luas sangat beragam dan krusial. Roda gigi merupakan bagian integral dari berbagai mesin dan perangkat, mulai dari perkakas sederhana yang dioperasikan dengan tangan hingga peralatan industri yang kompleks dan kendaraan berkinerja tinggi. Roda gigi memungkinkan kontrol kecepatan, arah, dan gaya yang tepat dalam sistem mekanis, sehingga sangat diperlukan dalam power train, reduksi, diferensial, dan rakitan mekanis lainnya yang tak terhitung jumlahnya.

Keserbagunaan roda gigi berasal dari kemampuannya untuk diproduksi dalam berbagai ukuran, bahan, dan konfigurasi, termasuk roda gigi taji, heliks, kemiringan, dan cacing, yang masing-masing cocok untuk aplikasi dan persyaratan kinerja tertentu. Seiring kemajuan teknologi, desain dan manufaktur roda gigi terus berkembang, menggabungkan material baru, teknik produksi, dan metode pengoptimalan untuk meningkatkan efisiensi, daya tahan, dan pengurangan kebisingan dalam sistem mekanis.

2. Sejarah roda gigi

Pada 350 SM, filsuf Yunani yang terkenal, Aristoteles, mencatat tentang roda gigi dalam literaturnya.

Sekitar tahun 250 SM, matematikawan Archimedes juga menggambarkan penggunaan turbin dan roda gigi cacing pada kerekan dalam literaturnya.

Roda gigi dari abad sebelum Masehi masih tersimpan di jam air Ktesibios di Irak.

Sejarah roda gigi di Tiongkok sudah ada sejak zaman kuno dan memiliki sejarah yang panjang dan luas. Menurut catatan sejarah, roda gigi sudah digunakan sejak 400-200 SM di Tiongkok kuno.

Roda gigi perunggu yang digali di Provinsi Shanxi adalah roda gigi tertua yang ditemukan sejauh ini di dunia. Mobil berpemandu yang mencerminkan pencapaian ilmu pengetahuan dan teknologi kuno adalah perangkat mekanis yang berputar di sekitar mekanisme roda gigi.

Selama Renaisans Italia pada paruh kedua abad ke-15, Leonardo da Vinci yang terkenal sebagai seorang jenius, tidak hanya meninggalkan jejak yang tak terhapuskan dalam aspek budaya dan artistik, tetapi juga memberikan kontribusi yang signifikan terhadap sejarah teknologi roda gigi.

Setelah lebih dari 500 tahun, roda gigi saat ini masih mempertahankan sketsa prototipe dari masa itu.

(1) Perlengkapan Pacu

Spur Gear

(2) Rak dan Pinion

Rak dan Pinion

(3) Roda Gigi Heliks dengan Sumbu Bersilang

Roda Gigi Heliks dengan Sumbu Bersilang

(4) Roda Gigi Kemiringan

Bevel Gear

(5) Gigi Kemiringan Hipoid Rasio Transmisi Tinggi

Rasio Transmisi Tinggi Gigi Bevel Hipoid Rasio Tinggi

(6) Roda Gigi Cacing

Gigi Cacing

Baru pada akhir abad ke-17, orang mulai mempelajari bentuk gigi roda, yang dapat mentransmisikan gerakan secara akurat. Setelah Revolusi Industri di Eropa pada abad ke-18, aplikasi transmisi roda gigi menjadi semakin luas.

Pertama, roda gigi sikloidal dikembangkan, diikuti oleh roda gigi involute. Pada awal abad ke-20, roda gigi tak beraturan telah menjadi dominan dalam aplikasinya. Kemudian, roda gigi seperti roda gigi heliks, roda gigi busur, roda gigi miring, dan roda gigi miring dikembangkan.

Saat ini, teknologi roda gigi modern telah membuat kemajuan besar. Modul roda gigi berkisar antara 0,004 hingga 100 milimeter, diameter roda gigi dapat berkisar antara 1 milimeter hingga 150 meter. Roda gigi itu sendiri transmisi daya Kemampuannya dapat mencapai hingga 100.000 kilowatt, dan kecepatan putarannya dapat mencapai 100.000 putaran per menit. Kecepatan keliling tertinggi dapat mencapai hingga 300 meter per detik.

Secara internasional, perangkat roda gigi transmisi daya berkembang ke arah miniaturisasi, kecepatan tinggi, dan standardisasi. Beberapa tren dalam desain roda gigi meliputi penerapan roda gigi khusus, pengembangan perangkat roda gigi planetary, serta penelitian dan pengembangan sistem roda gigi dengan getaran rendah dan kebisingan rendah.

3. Roda gigi umumnya dibagi menjadi tiga kategori utama.

Ada berbagai jenis roda gigi, dan metode klasifikasi yang paling umum didasarkan pada sumbu roda gigi.

Umumnya, roda gigi diklasifikasikan ke dalam tiga jenis: sumbu paralel, sumbu berpotongan, dan sumbu miring.

Roda gigi sumbu paralel: termasuk roda gigi taji, roda gigi heliks, roda gigi internal, rak, dan rak heliks.

Iroda gigi berpotongan sumbu: termasuk roda gigi bevel lurus, roda gigi bevel spiral, roda gigi bevel nol derajat, dll.

Roda gigi sumbu miring: termasuk roda gigi heliks dengan sumbu bersilang, roda gigi cacing, roda gigi miring hipoid, dll.

Jenis Transmisi Roda GigiJenis PerlengkapanEfisiensi Transmisi (%)  Representasi Grafis 3D 
Sumbu paralel
Sumbu paralel 
Memacu roda gigi98.0-99.5 
Roda gigi heliks 
Rak, rak heliks 
Roda gigi intemal 
Sumbu berpotongan
Sumbu berpotongan 
Roda gigi mitra98.0-99.0 
Roda gigi kemiringan lurus 
Roda gigi kemiringan spiral 
Sumbu miring
 
Roda gigi sekrup70.0-95.0 
Cacing30.0-90.0 
Roda cacing 

Efisiensi yang tercantum dalam tabel di atas adalah efisiensi transmisi, yang tidak termasuk kerugian dari bantalan dan pelumasan pengadukan. Penyambungan pasangan roda gigi sumbu paralel dan sumbu berpotongan pada dasarnya adalah penggulungan, dan pergeseran relatif sangat kecil, sehingga efisiensinya tinggi.

Penyambungan pasangan roda gigi sumbu terhuyung-huyung, seperti roda gigi heliks dan roda gigi cacing, memiliki dampak gesekan yang signifikan karena mencapai transmisi daya melalui pergeseran relatif, sehingga menyebabkan penurunan efisiensi transmisi dibandingkan dengan roda gigi lainnya.

Efisiensi roda gigi mengacu pada efisiensi transmisi roda gigi dalam kondisi perakitan normal.

Jika ada pemasangan yang tidak tepat, terutama ketika jarak perakitan bevel gear tidak tepat dan menyebabkan kesalahan pada persimpangan bevel yang sama, efisiensinya akan menurun secara signifikan.

3.1 Roda Gigi Sumbu Paralel

1. Memacu Roda Gigi

Roda gigi silinder yang garis gigi dan garis aksialnya sejajar. Roda gigi ini banyak digunakan dalam transmisi daya karena mudah diproses.

Memacu Roda Gigi

2. Rak

Roda gigi bergigi lurus yang menyatu dengan roda gigi taji. Hal ini dapat dilihat sebagai kasus khusus di mana diameter pitch spur gear menjadi sangat besar.

Rak

3. Roda Gigi Internal

Roda gigi dengan gigi yang dikerjakan di bagian dalam cincin yang menyatu dengan roda gigi taji. Roda gigi ini terutama digunakan dalam aplikasi seperti mekanisme transmisi roda gigi planet dan kopling roda gigi.

Roda Gigi Internal

4. Roda Gigi Heliks

Roda gigi silinder dengan garis gigi dalam bentuk helix. Roda gigi ini banyak digunakan karena kekuatannya yang tinggi dan pengoperasiannya yang mulus, dibandingkan dengan roda gigi taji. Roda gigi ini menghasilkan daya dorong aksial selama transmisi.

Roda Gigi Heliks

5. Rak Heliks

Roda gigi rak yang menyatu dengan roda gigi heliks. Ini setara dengan kasus di mana diameter pitch roda gigi heliks menjadi sangat besar.

Rak Heliks

6. Roda Gigi Tulang Herring

Roda gigi yang terdiri dari dua roda gigi heliks dengan sudut heliks yang berlawanan. Roda gigi ini memiliki keuntungan karena tidak menghasilkan daya dorong aksial.

Roda Gigi Tulang Herring

3.2 Roda Gigi Sumbu Berpotongan

1. Roda Gigi Kemiringan Lurus

Roda gigi miring dengan garis gigi yang sejajar dengan matriks kerucut. Roda gigi ini relatif mudah dibuat dibandingkan dengan jenis roda gigi miring lainnya.

Oleh karena itu, mereka banyak digunakan dalam aplikasi roda gigi miring untuk transmisi daya.

Roda Gigi Kemiringan Lurus

2. Roda Gigi Kemiringan Spiral

Roda gigi miring dengan garis gigi melengkung dan sudut heliks. Meskipun lebih sulit dibuat daripada roda gigi bevel lurus, roda gigi ini banyak digunakan sebagai roda gigi berkekuatan tinggi dan kebisingan rendah.

Roda Gigi Kemiringan Spiral

3. Roda Gigi Kemiringan Nol

Roda gigi bevel melengkung dengan sudut heliks nol derajat. Roda gigi ini memiliki karakteristik roda gigi bevel lurus dan spiral, dengan permukaan gigi yang mengalami situasi gaya yang sama seperti roda gigi bevel lurus.

Roda Gigi Kemiringan Nol

3.3 Roda Gigi Sumbu Terhuyung-huyung

1. 1. Pasangan Roda Gigi Cacing

Istilah "pasangan roda gigi cacing" mengacu ke kombinasi cacing dan roda cacing yang menyatu dengannya. Karakteristik terbesar dari pasangan roda gigi cacing adalah rasio transmisi yang besar dapat diperoleh hanya dengan satu pasang, dan beroperasi dengan tenang. Namun demikian, efisiensinya yang rendah merupakan suatu kerugian.

Pasangan Roda Gigi Cacing

2. Pasangan Roda Gigi Heliks dan Roda Gigi Cacing

Istilah yang digunakan ketika pasangan roda gigi cacing silinder digunakan untuk transmisi antara sumbu terhuyung-huyung. Mereka dapat digunakan dalam kasus pasangan roda gigi heliks atau antara pasangan roda gigi heliks dan taji. Meskipun beroperasi dengan lancar, roda gigi ini hanya cocok untuk digunakan pada beban ringan.

Pasangan Roda Gigi Heliks dan Roda Gigi Cacing

3.4 Roda Gigi Khusus Lainnya

1. Roda Gigi Wajah

Roda gigi berbentuk cakram yang dapat menyatu dengan roda gigi taji atau roda gigi heliks. Roda gigi ini digunakan untuk transmisi antara sumbu ortogonal dan sumbu terhuyung-huyung.

Roda Gigi Wajah

2. Pasangan Roda Gigi Cacing Jam Pasir

Istilah "pasangan roda gigi cacing jam pasir" mengacu pada kombinasi cacing jam pasir dan roda gigi cacing yang menyatu dengannya. Meskipun lebih sulit dibuat dibandingkan dengan pasangan roda gigi cacing silinder, namun pasangan roda gigi ini dapat mentransmisikan beban yang berat.

Pasangan Roda Gigi Cacing Jam Pasir

3. Roda Gigi Hipoid

Roda gigi berbentuk kerucut yang digunakan untuk transmisi di antara sumbu yang terhuyung-huyung. Roda gigi yang lebih besar dan lebih kecil dikerjakan secara eksentrik, mirip dengan roda gigi bevel spiral. Prinsip penyambungan sangat kompleks.

Roda Gigi Hipoid

4. Terminologi Dasar dan Perhitungan Dimensi Roda Gigi

Roda gigi memiliki terminologi dan metode presentasi yang khas. Untuk meningkatkan pemahaman tentang roda gigi, berikut ini adalah beberapa terminologi roda gigi dasar yang umum digunakan.

1. Nama-nama komponen roda gigi

Nama-nama Suku Cadang Roda Gigi

2. Istilah yang digunakan untuk menunjukkan ukuran roda gigi disebut modul

m1, m3, m8... masing-masing dikenal sebagai modul 1, modul 3, modul 8. Modul ini digunakan secara universal di seluruh dunia untuk menunjukkan ukuran roda gigi, dengan menggunakan simbol m (modul) dan angka (milimeter) untuk mewakili ukuran gigi.

Semakin besar angkanya, semakin besar roda gigi.

Di negara-negara yang menggunakan satuan imperial, seperti Amerika Serikat, ukuran gigi ditunjukkan dengan simbol DP (diametral pitch) dan angka (jumlah gigi untuk roda gigi dengan diameter pitch 1 inci).

Sebagai contoh: DP24, DP8 dll. Ada juga perbandingan dan metode khusus untuk menunjukkan ukuran gigi dengan menggunakan simbol CP (nada melingkar) dan angka (milimeter), seperti CP5, CP10.

Pitch (p) dapat diperoleh dengan mengalikan modulus dengan pi. Pitch adalah panjang di antara gigi yang berdekatan.

Rumusnya adalah: p = pi x m

Perbandingan ukuran gigi untuk modul yang berbeda:

3. Sudut tekanan

Sudut tekanan adalah parameter yang menentukan bentuk gigi roda gigi. Ini mengacu pada kemiringan permukaan gigi roda gigi dan umumnya ditetapkan pada 20 derajat (α).

Sebelumnya, roda gigi dengan sudut tekanan 14,5 derajat adalah hal yang umum.

Sudut tekanan

Sudut tekanan adalah sudut yang terbentuk antara jari-jari dan garis singgung bentuk gigi pada titik tertentu pada permukaan gigi (umumnya simpul). Seperti yang ditunjukkan pada gambar, α adalah sudut tekanan. α' juga merupakan sudut tekanan karena α' = α.

Ketika kondisi penyambungan Roda Gigi A dan Roda Gigi B dilihat dari simpul, Roda Gigi A mendorong Roda Gigi B dari simpul. Pada saat ini, gaya penggerak bekerja pada normal umum Gear A dan Gear B. Dengan kata lain, normal umum adalah arah gaya dan arah bantalan tekanan, dengan α adalah sudut tekanan.

Modul (m), sudut tekanan (α), dan jumlah gigi (z) adalah tiga parameter dasar roda gigi. Atas dasar ini, setiap bagian roda gigi dihitung dalam hal ukuran.

4. Adendum dan Dedendum

Ketinggian gigi roda gigi ditentukan oleh modul (m).

Tinggi gigi penuh adalah h = 2,25 m (= tinggi addendum + tinggi dedendum).

Tinggi tambahan (ha) adalah tinggi dari ujung gigi roda gigi ke lingkaran pitch. ha = 1 m.

Tinggi dedendum (hf) adalah tinggi dari akar gigi roda gigi ke lingkaran pitch. hf = 1,25 m.

Referensi untuk ketebalan gigi roda gigi (s) adalah setengah dari pitch. s = πm/2.

5. Diameter Roda Gigi

Parameter yang menentukan ukuran roda gigi adalah diameter lingkaran pitch (d). Berdasarkan lingkaran pitch, pitch, ketebalan, tinggi, tinggi addendum, dan tinggi dedendum roda gigi dapat ditentukan.

Diameter lingkaran nada adalah d = zm.

Diameter lingkaran adendum adalah da = d + 2m.

Diameter lingkaran dedendum adalah df = d-2,5m.

Lingkaran pitch tidak dapat dilihat secara langsung pada roda gigi yang sebenarnya karena ini adalah lingkaran yang diasumsikan yang digunakan untuk menentukan ukuran roda gigi.

6. Jarak Tengah dan Serangan Balik

Ketika lingkaran pitch dari sepasang roda gigi bertautan secara tangensial, maka jarak tengah adalah setengah dari jumlah diameter lingkaran nada.

Jarak pusat a = (d1+d2) / 2

Jarak Tengah dan Serangan Balik

Backlash merupakan faktor penting untuk mendapatkan penyambungan roda gigi yang mulus selama pengikatan. Ini adalah ruang di antara permukaan gigi ketika sepasang roda gigi berada dalam jaring.

Ada juga jarak bebas pada arah ketinggian gigi roda gigi. Jarak bebas ini dikenal sebagai jarak bebas aksial atau jarak bebas (c). Jarak bebas (c) adalah perbedaan antara diameter lingkaran akar roda gigi dan diameter lingkaran ujung roda gigi pasangannya.

Jarak bebas c = 1,25 m - 1 m = 0,25 m

7. Roda Gigi Heliks

Roda gigi yang giginya diputar secara spiral setelah roda gigi taji disebut roda gigi heliks. Sebagian besar perhitungan geometris untuk roda gigi taji dapat diterapkan pada roda gigi heliks. Ada dua jenis roda gigi heliks berdasarkan permukaan referensinya:

  • Referensi permukaan akhir (poros tegak lurus) (modul permukaan akhir / sudut tekanan)
  • Referensi sisi (tegak lurus gigi) (modul normal/sudut tekanan)
  • Rumus untuk hubungan antara modul permukaan akhir (mt) dan modul normal (mn) adalah mt = mn / cosβ.

8. Arah dan Meshing Helix

Untuk roda gigi heliks, seperti roda gigi heliks dan roda gigi sikloidal, yang giginya berbentuk heliks, arah heliks dan penyambungannya ditetapkan.

Arah helix mengacu pada saat sumbu roda gigi mengarah ke atas dan ke bawah, arah giginya ke kanan atas sebagai "tangan kanan", dan ke kiri atas sebagai "tangan kiri" jika dilihat dari depan. Tautan berbagai jenis roda gigi ditunjukkan di bawah ini.

5. Profil gigi yang paling umum digunakan untuk roda gigi adalah profil gigi yang tidak berlekuk.

Jika gigi dengan jarak yang sama hanya dipartisi pada pinggiran luar roda gesek, dilengkapi dengan proyeksi, dan kemudian disatukan dan diputar satu sama lain, masalah berikut dapat muncul:

Apabila transmisi gigi harus senyap dan mulus, kurva involute digunakan.

1. Apa yang dimaksud dengan kurva tak beraturan?

Kurva involute adalah kurva yang diperoleh dengan melilitkan kawat dengan pensil pada pinggiran luar silinder dan secara bertahap melepaskan kawat dalam keadaan tegang.

Kurva yang digambar oleh pensil adalah kurva yang tidak beraturan, dan pinggiran luar silinder disebut lingkaran dasar.

kurva yang tidak rata

2. Contoh dari Gigi Gerak 8-gigi

Bagilah silinder menjadi 8 bagian yang sama dan ikatkan 8 pensil pada bagian tersebut untuk menggambar 8 kurva yang tidak beraturan. Kemudian, gulung kabel ke arah yang berlawanan dan gambar 8 kurva lagi dengan menggunakan metode yang sama. Ini adalah roda gigi 8-gigi dengan kurva tak beraturan sebagai profil giginya.

Contoh Gigi Serabut 8-gigi

3. Keuntungan dari Roda Gigi Involute

Keunggulan roda gigi involute meliputi kemampuannya untuk mentransmisikan rasio kecepatan yang konstan, pengoperasian yang mulus karena pola kontaknya yang berubah secara bertahap, dan sensitivitas yang rendah terhadap variasi jarak tengah.

4. Lingkaran Dasar dan Lingkaran Lapangan

Lingkaran dasar adalah lingkaran fundamental yang membentuk profil gigi yang tidak rata. Lingkaran pitch adalah lingkaran referensi yang menentukan ukuran roda gigi. Lingkaran dasar dan lingkaran pitch adalah dimensi geometris yang penting dari roda gigi.

Profil gigi yang tidak rata adalah kurva yang terbentuk di bagian luar lingkaran dasar, dan sudut tekanan pada lingkaran dasar adalah nol.

5. Menyambung Roda Gigi yang Tidak Beraturan

Ketika dua roda gigi involute standar disatukan, lingkaran pitchnya saling bersinggungan pada jarak tengah standar. Tampilan penyambungan kedua roda gigi terlihat seperti transmisi dua roda gesek dengan diameter masing-masing d1 dan d2.

Namun demikian, penyambungan roda gigi tak beraturan sebenarnya bergantung pada lingkaran dasar daripada lingkaran pitch.

Titik kontak antara gigi yang bertautan dari dua roda gigi bergerak di sepanjang garis aksi dalam urutan P1, P2, dan P3.

Perhatikan gigi persneling berwarna kuning pada roda gigi penggerak. Setelah gigi ini mulai menyatu, roda gigi berada dalam kondisi penyambungan dua gigi (P1, P3) untuk jangka waktu tertentu. Penyambungan terus berlanjut, dan ketika titik kontak berpindah ke titik P2 pada lingkaran nada, hanya satu gigi yang tersisa dalam jaring.

Penyambungan terus berlanjut, dan ketika titik kontak berpindah ke titik P3, gigi roda gigi berikutnya mulai menyambung pada titik P1, membentuk kondisi penyambungan dua gigi lagi. Dengan cara ini, penyambungan dua gigi dan penyambungan gigi tunggal pada roda gigi berinteraksi dan berulang kali mentransmisikan gerakan rotasi.

Garis singgung yang umum di antara lingkaran dasar, A-B, disebut garis aksi. Titik kontak pasangan roda gigi semuanya berada pada garis aksi ini.

Dengan diagram ilustratif, ini seperti sabuk yang berjalan di pinggiran luar dua lingkaran dasar dan mentransmisikan daya melalui gerakan rotasi.

6. Perpindahan gigi dibagi menjadi perpindahan positif dan perpindahan negatif.

Profil gigi roda gigi yang biasanya kita gunakan umumnya adalah involute standar, tetapi ada juga situasi di mana gigi roda gigi perlu dipindahkan, seperti menyesuaikan jarak tengah atau mencegah pemotongan gigi yang lebih kecil.

1. Jumlah dan Bentuk Gigi Roda Gigi

Kurva bentuk gigi yang tidak rata bervariasi dengan jumlah gigi. Semakin banyak jumlah gigi, kurva bentuk gigi cenderung ke arah garis lurus.

Seiring dengan bertambahnya jumlah gigi, bentuk akar gigi menjadi lebih tebal, dan kekuatan roda bergigi meningkat.

Dari grafik di atas, dapat dilihat bahwa untuk roda gigi dengan 10 gigi, bagian dari profil gigi yang tidak rata pada akar gigi dihilangkan, yang mengakibatkan undercutting.

Namun, dengan mengadopsi perpindahan positif untuk roda gigi dengan z = 10, meningkatkan diameter lingkaran adendum dan meningkatkan ketebalan gigi roda gigi, kekuatan roda gigi yang sama dengan roda gigi dengan 200 gigi dapat dicapai.

2. Roda gigi yang dipindahkan

Diagram berikut ini menunjukkan diagram skematik roda gigi 10 gigi dengan perpindahan positif. Selama pemotongan roda gigi, jumlah gerakan pahat di sepanjang arah radial disebut jumlah perpindahan radial (disebut sebagai jumlah perpindahan) xm (mm).

  • xm = Jumlah perpindahan (mm)
  • x = Koefisien perpindahan
  • m = Modul (mm)
Alat pemotong strip bergigi

Melalui perpindahan positif dari profil gigi, ketebalan gigi roda gigi meningkat dan diameter luar (diameter lingkaran tambahan) juga meningkat.

Dengan mengadopsi perpindahan positif, undercutting roda gigi dapat dihindari. Perpindahan roda gigi juga dapat mencapai tujuan lain, seperti mengubah jarak tengah. Perpindahan positif dapat meningkatkan jarak tengah, sedangkan perpindahan negatif dapat menguranginya.

Terlepas dari apakah itu roda gigi dengan perpindahan positif atau negatif, ada batasan jumlah perpindahan.

3. Perpindahan Positif dan Negatif

Perpindahan bisa positif atau negatif. Meskipun tinggi gigi sama, namun ketebalan gigi berbeda. Roda gigi dengan ketebalan gigi yang menebal adalah roda gigi perpindahan positif, sedangkan roda gigi dengan ketebalan gigi yang berkurang adalah roda gigi perpindahan negatif.

Apabila tidak memungkinkan untuk mengubah jarak tengah antara dua roda gigi, perpindahan positif dapat diterapkan pada roda gigi yang lebih kecil (untuk menghindari undercutting) dan perpindahan negatif pada roda gigi yang lebih besar, untuk mencapai jarak tengah yang sama. Dalam hal ini, nilai absolut dari jumlah perpindahan adalah sama.

4. Penyambungan Roda Gigi yang Digeser

Roda gigi standar bertautan ketika lingkaran pitchnya saling bersinggungan satu sama lain. Tautan roda gigi yang dipindahkan, seperti yang ditunjukkan pada gambar, saling bersinggungan pada lingkaran taut.

Sudut tekanan pada lingkaran meshing disebut sudut meshing. Sudut meshing berbeda dengan sudut tekanan pada lingkaran pitch (sudut tekanan lingkaran pitch), dan merupakan faktor penting dalam desain roda gigi yang digerakkan.

5. Fungsi Perpindahan Gigi

Perpindahan gigi dapat mencegah pemotongan yang disebabkan oleh sejumlah kecil gigi selama pemesinan. Jarak tengah yang diinginkan dapat diperoleh dengan pemindahan.

Pada sepasang roda gigi dengan perbedaan jumlah gigi yang besar, perpindahan positif dapat diterapkan pada roda gigi yang lebih kecil yang mudah aus untuk meningkatkan ketebalan gigi, sedangkan perpindahan negatif dapat diterapkan pada roda gigi yang lebih besar untuk mengurangi ketebalan gigi, agar harapan hidup kedua roda gigi lebih sebanding.

7. Akurasi Roda Gigi

Roda gigi adalah komponen mekanis yang mentransmisikan daya dan putaran. Persyaratan utama untuk kinerja roda gigi adalah:

Untuk memenuhi persyaratan di atas, meningkatkan akurasi gigi akan menjadi tugas yang penting.

1. Klasifikasi Akurasi Roda Gigi

Akurasi roda gigi secara kasar dapat dibagi ke dalam tiga kategori:

a) Akurasi profil gigi yang tidak rata - akurasi profil gigi

b) Akurasi garis tepi gigi pada permukaan gigi - akurasi garis gigi

c) Akurasi posisi gigi/slot.

2. Kesalahan profil gigi

Kesalahan profil gigi mengacu pada kesalahan antara profil gigi aktual roda gigi dan profil gigi teoritis.

Ada banyak faktor yang memengaruhi kesalahan profil gigi, seperti pahat dan getaran pahat mesin selama proses pemotongan.

Kesalahan profil gigi mempengaruhi performa penyambungan gigi dan kebisingan. Oleh karena itu, kesalahan profil gigi perlu dikontrol dalam kisaran yang diijinkan.

Kesalahan profil gigi

3. Kesalahan garis gigi

4. Kesalahan nada

Kesalahan nada

Ukur nilai pitch pada lingkar pengukuran yang berpusat pada poros roda gigi.

Deviasi pitch gigi tunggal (fpt) adalah perbedaan antara pitch aktual dan pitch teoretis.

Total deviasi pitch kumulatif (Fp) digunakan untuk mengevaluasi deviasi seluruh pitch roda gigi. Nilai amplitudo total dari kurva deviasi kumulatif pitch mewakili deviasi pitch total.

5. Runout Radial (Fr)

Tempatkan probe (baik berbentuk bola atau silinder) secara berurutan di alur gigi dan ukur perbedaan antara jarak radial maksimum dan minimum dari probe ke sumbu roda gigi. Eksentrisitas poros roda gigi adalah salah satu faktor yang berkontribusi terhadap runout radial.

Runout Radial (Fr)

6. Deviasi Komposit Radial (Fi")

Hingga saat ini, metode yang telah kami jelaskan untuk mengevaluasi akurasi roda gigi, seperti bentuk gigi, pitch, dan akurasi sisi gigi, semuanya merupakan metode untuk mengevaluasi akurasi roda gigi individual.

Sebaliknya, ada metode lain yang mengevaluasi akurasi roda gigi dengan melakukan uji penyambungan dua gigi pada roda gigi yang dikombinasikan dengan roda gigi pengukur. Kedua permukaan roda gigi yang diuji bertautan dengan roda gigi pengukur dan berputar selama satu siklus. Perubahan jarak tengah dicatat.

Gambar di bawah ini menunjukkan hasil pengujian untuk roda gigi dengan 30 gigi. Terdapat total 30 garis gelombang untuk deviasi komposit radial gigi tunggal.

Nilai deviasi komposit radial kira-kira merupakan jumlah dari deviasi runout radial dan deviasi komposit radial gigi tunggal.

7. Korelasi di antara berbagai aspek akurasi roda gigi

Berbagai bagian dari akurasi roda gigi saling terkait satu sama lain. Secara umum, runout radial berkorelasi kuat dengan kesalahan lainnya, dan juga terdapat korelasi yang kuat di antara berbagai kesalahan pitch.

Korelasi di antara berbagai aspek akurasi roda gigi

8. Persyaratan untuk roda gigi presisi tinggi adalah:

Persyaratan untuk roda gigi presisi tinggi

8. Rumus-rumus perhitungan roda gigi:

Sudut spiral pada bagian silinder normal:

Sudut spiral pada silinder dasar:

Sudut pemusatan ketebalan gigi:

Diameter pin:

Faktor koreksi jarak tengah:

Perhitungan Roda Gigi Pemacu Standar (Roda Gigi Pinion ①, Roda Gigi ②)

1. 1. Jumlah Gigi pada Standar Roda Gigi

2. Profil Gigi Lurus Gigi Lurus Profil Gigi Lurus Standar

3. Modul m

4. Sudut Tekanan   

5. Jumlah Gigi    

6. Kedalaman Gigi Efektif    

7. Kedalaman Seluruh Gigi

8. Jarak Bebas Roda Gigi  

9. Diameter Lingkaran Pitch Referensi

10. Diameter Luar  

11. Diameter Akar

12. Diameter Lingkaran Dasar  

13. Pitch Melingkar  

14. Pitch Diametral Normal

15. Ketebalan Gigi Melingkar  

16. Ketebalan Gigi Korda   

17. Ketinggian gigi dipstick oli roda gigi 

18. Jumlah Gigi Seluruhnya  

19. Ketebalan Gigi di Seluruh Bagian

20. Diameter Pin   

21. Dimensi Pengukuran Silinder

Rumus untuk Menghitung Roda Gigi Pemacu yang Digeser (Pinion ①, Roda Gigi ②):

1. Profil Gigi Roda Gigi Melintang

2. Rasio Kontak Profil Gigi Alat

3. Modul m

4. Sudut Tekanan        

5. Jumlah Gigi Z

6. Kedalaman Gigi Efektif     

7. Kedalaman Seluruh Gigi        

8. Serangan Balik Gigi C

9. Rasio Kontak Melintang X

10. Jarak Tengah               

11. Diameter Lingkaran Pitch Referensi    

12. Sudut Tekanan Pengoperasian     

13. Diameter Lingkaran Pitch       

14. Diameter Luar         

15. Diameter Adendum          

16. Diameter Pitch             

17. Pitch Melingkar           

18. Pitch Diametral Normal        

19. Ketebalan Gigi Melingkar             

20. Ketebalan Gigi Korda   

21. Tinggi Gigi Jangka Sorong Roda Gigi  

22. Jumlah Gigi Seluruhnya  

23. Ketebalan Gigi di Seluruh Bagian 

24. Diameter Ujung   

25. Dimensi Pengukuran Melintang

Rumus untuk Menghitung Roda Gigi Heliks Standar (Sistem Normal) (Pinion ①, Roda Gigi ②)

1. Standar Profil Gigi Roda Gigi

2. Bagian Referensi Profil Gigi Sistem Normal

3. Profil Gigi Alat Roda Gigi Heliks

4. Modul                             

5. Sudut Tekanan     

6. Jumlah Gigi  

7. Arah Heliks      

8. Kedalaman Gigi Efektif   

9. Kedalaman Seluruh Gigi  

10. Sudut Tekanan Depan  

11. Jarak Tengah  

12. Diameter Lingkaran Pitch Referensi  

13. Diameter Luar   

14. Diameter Akar  

15. Diameter Pitch  

16. Sudut Heliks pada Lingkaran Dasar 

17. Pitch    

18. Pitch Melingkar (Sistem Normal)   

19. Pitch Diametral Normal (Sistem Normal)   

20. Ketebalan Gigi Melingkar (Sistem Normal)  

21. Jumlah Gigi yang Setara pada Spur Gear Standar       

22. Ketebalan Gigi Korda    

23. Kedalaman Gigi Jangka Sorong Gigi Vernier  

24. Jumlah Gigi Seluruhnya    

25. Ketebalan Gigi di Seluruh Bagian  

26. Diameter Ujung  

27. Dimensi Pengukuran Silinder   

28. Gigi Reaksi Balik f

Rumus untuk Menghitung Roda Gigi Heliks yang Digeser (Sistem Normal) (Pinion ①, Roda Gigi ②):

1. Profil Gigi Roda Gigi Tergeser

2. Bagian Referensi Profil Gigi Sistem Normal

3. Profil Gigi Alat Roda Gigi Heliks

4. Modul (Sistem Normal)                         

5. Sudut Tekanan (Sistem Normal)        

6. Jumlah Gigi          

7. Arah Heliks                 

8. Kedalaman Gigi Efektif              

9. Kedalaman Seluruh Gigi        

10. Rasio Kontak Melintang               

11. Jarak Tengah             

12. Modul Normal   

13. Sudut Tekanan Depan (Sistem Normal)  

14. Jumlah Gigi yang Setara pada Spur Gear Standar  

15. Sudut Tekanan Sistem Normal  

16. Diameter Lingkaran Pitch Referensi  

17. Diameter Luar 

18. Diameter Pitch Gigi yang Bersentuhan 

19. Diameter Pitch

20. Sudut Heliks pada Silinder Dasar

21. Ketebalan Gigi Melingkar

  22. Ketebalan Gigi Korda

23. Tinggi Gigi Jangka Sorong Roda Gigi.

24. Jumlah Gigi Seluruhnya    

25. Ketebalan Gigi di Seluruh Bagian

26. Diameter Pin.

27. Dimensi Pengukuran Silinder

Jangan lupa, berbagi adalah kepedulian! : )
Shane
Penulis

Shane

Pendiri MachineMFG

Sebagai pendiri MachineMFG, saya telah mendedikasikan lebih dari satu dekade karier saya untuk industri pengerjaan logam. Pengalaman saya yang luas telah memungkinkan saya untuk menjadi ahli di bidang fabrikasi lembaran logam, permesinan, teknik mesin, dan peralatan mesin untuk logam. Saya terus berpikir, membaca, dan menulis tentang subjek-subjek ini, terus berusaha untuk tetap menjadi yang terdepan di bidang saya. Biarkan pengetahuan dan keahlian saya menjadi aset bagi bisnis Anda.

Anda mungkin juga menyukai
Kami memilihnya hanya untuk Anda. Teruslah membaca dan pelajari lebih lanjut!

Jenis dan Metode Talang untuk Fabrikasi Logam

Pernahkah Anda bertanya-tanya, bagaimana cara merapikan bagian logam yang tajam? Proses ini, yang dikenal sebagai chamfering, mengubah sudut bergerigi yang berbahaya menjadi permukaan bersudut yang lebih aman. Dalam artikel ini, Anda akan...
Temukan Suhu Aman Maksimum untuk Motor Listrik

Batas Suhu Motor Listrik: Melindungi Kinerja

Pernahkah Anda bertanya-tanya apa yang membuat motor listrik tetap berjalan dengan lancar tanpa mengalami panas berlebih? Memahami suhu pengoperasian yang aman untuk motor sangat penting untuk umur panjang dan kinerjanya. Dalam artikel ini,...
Berbagai Jenis Proses Pengecoran

14 Jenis Pengecoran: Panduan Utama

Pernahkah Anda bertanya-tanya tentang dunia pengecoran yang menarik? Proses manufaktur yang kuno namun terus berkembang ini membentuk kehidupan kita sehari-hari dengan berbagai cara. Dalam artikel blog ini, kita akan menjelajahi...
MesinMFG
Bawa bisnis Anda ke tingkat berikutnya
Berlangganan buletin kami
Berita, artikel, dan sumber daya terbaru, dikirim ke kotak masuk Anda setiap minggu.
© 2024. Semua hak cipta dilindungi undang-undang.

Hubungi Kami

Anda akan mendapatkan balasan dari kami dalam waktu 24 jam.