▷ GEARS: apa itu, jenis, ciri-ciri dan kelebihannya

Artikel ini menjelaskan apa itu roda gigi dan kegunaannya. Jadi Anda akan mengetahui apa saja bagian-bagian dari sebuah roda gigi, apa saja jenis-jenis roda gigi, dan terlebih lagi apa saja kelebihan dan kekurangan dari roda gigi.

Apa itu roda gigi?

Roda gigi adalah mekanisme yang terdiri dari dua atau lebih roda bergigi yang disatukan. Oleh karena itu, suatu roda gigi berfungsi untuk meneruskan gerak melingkar dari satu roda gigi ke roda gigi lainnya melalui kontak gigi-giginya.

Perlu dicatat bahwa dengan roda gigi tidak hanya gerakan rotasi yang ditransmisikan, tetapi juga, tergantung pada rasio antara jumlah gigi kedua roda gigi, kecepatan putaran dapat ditingkatkan atau dikurangi.

Pada roda gigi sederhana yang terdiri dari dua roda bergigi dengan ukuran berbeda, kita membedakan mahkota dan pinion :

Mahkota : Ini adalah roda gigi terbesar.
Pinion : Ini adalah roda gigi terkecil dari roda gigi.

Karakteristik mesin

Roda gigi memiliki parameter karakteristik sebagai berikut:

Gigi : Ini adalah bagian dari roda gigi yang melaksanakan gaya dorong dan oleh karena itu meneruskan gerakan rotasi dan tenaga dari satu roda gigi ke roda gigi lainnya.
Sumbu : merupakan bagian berbentuk silinder yang terletak di tengah-tengah roda gigi, fungsinya untuk memandu gerak putaran roda gigi.
Lingkar Pitch : Ini adalah keliling imajiner di mana gigi-gigi roda gigi bertautan, sehingga keliling pitch dari dua roda gigi yang bertautan adalah bersinggungan.
Diameter pitch : ini adalah diameter keliling pitch.
Lingkar luar : Ini adalah keliling yang membatasi bagian luar roda gigi.
Diameter Luar : Ini adalah diameter keliling luar.
Lingkar dalam : Ini adalah keliling yang melewati pangkal gigi roda gigi.
Diameter Dalam : adalah diameter keliling bagian dalam.
Sudut tekanan : Merupakan sudut yang dibentuk oleh arah gaya kontak antara dua roda gigi dan arah kecepatan sudut roda gigi tersebut.
Jumlah gigi : Ini adalah jumlah total gigi yang dimiliki roda gigi. Biasanya dilambangkan dengan simbol Z.
Modul : ini adalah perbandingan antara diameter pitch (D _p ) dan jumlah gigi (Z) roda gigi. Jadi rumus menghitung modulus suatu roda gigi adalah sebagai berikut:

$m=\cfrac{D_p}{Z}$

Pitch : adalah jarak antara suatu titik pada satu gigi dengan titik yang sama pada gigi yang berdekatan. Karakteristik roda gigi ini sangat penting, karena agar dua roda gigi dapat menyatu, keduanya harus mempunyai nada yang sama. Pitch suatu roda gigi sama dengan angka pi dikalikan diameter pitchnya dan dibagi dengan jumlah giginya.

$p=\cfrac{\pi\cdot D_p}{Z}$

Jenis roda gigi

roda gigi pacu

Spur gear merupakan jenis roda gigi yang giginya lurus. Oleh karena itu, ciri utama roda gigi pacu adalah jenis roda gigi yang sangat sederhana, karena berbentuk silinder dengan gigi yang menonjol secara radial.

Singkatnya, tidak seperti jenis roda gigi lainnya seperti roda gigi heliks dan roda gigi bevel, gigi roda gigi pacu sepenuhnya lurus.

Di tingkat industri, spur gear merupakan jenis gear yang paling banyak digunakan karena kesederhanaannya dan harganya yang ekonomis.

Roda gigi pacu dapat diklasifikasikan menjadi dua jenis:

Roda gigi pacu luar : Gigi-gigi roda gigi berada pada profil luar roda gigi, yaitu pada bagian luar roda.
Internal Spur Gear – Gigi girnya terdapat pada profil bagian dalam gir yaitu pada bagian dalam roda.

Perlengkapan pacu eksternal

Perlengkapan pacu internal

Roda gigi pacu eksternal mampu menyatu dengan roda gigi eksternal dan internal. Sebaliknya, roda gigi pacu internal hanya dapat menyatu dengan roda gigi eksternal.

Dua roda gigi luar yang disatukan memiliki arah putaran yang berlawanan, namun roda gigi dalam berputar searah dengan roda gigi luar yang disatukan.

roda gigi heliks

Roda gigi heliks terdiri dari roda bergigi yang giginya miring terhadap sumbu rotasi. Dengan kata lain, roda gigi heliks adalah jenis roda gigi yang profilnya terdiri dari gigi heliks.

Sudut yang dibentuk oleh gigi roda gigi heliks dengan sumbu rotasinya bergantung pada kecepatan sudut yang harus ditransmisikan:

Jika kecepatan sudut yang ditransmisikan rendah, sudutnya harus antara 5º dan 10º.
Jika kecepatan sudut yang ditransmisikan rata-rata, sudutnya harus antara 15º dan 25º.
Jika kecepatan sudut yang ditransmisikan tinggi, sudutnya harus sekitar 30º.

Singkatnya, cara kerja roda gigi heliks mirip dengan roda gigi lurus, karena fungsinya untuk meneruskan gerak rotasi. Namun, roda gigi heliks memungkinkan transmisi gerakan melingkar dengan cara yang berbeda berkat bentuk khusus giginya.

Roda gigi heliks diklasifikasikan menjadi beberapa jenis berikut:

Roda Gigi Heliks Poros Silang : Sumbu roda gigi heliks saling bersilangan. Ini adalah jenis roda gigi heliks yang paling sederhana.
Roda gigi heliks dengan poros paralel : Sumbu roda gigi heliks sejajar. Agar dapat bekerja dengan baik, gigi dari kedua roda gigi yang dipasangkan harus memiliki sudut kemiringan yang sama tetapi arahnya berlawanan. Pada roda gigi heliks jenis ini, gaya aksial dihasilkan selain gaya rotasi yang ditransmisikan.
Roda gigi heliks ganda (atau roda gigi heliks herringbone) : profil roda gigi heliks jenis ini dibentuk oleh dua gigi heliks sehingga membentuk profil berbentuk V. Gigi ganda pada roda gigi heliks jenis ini berfungsi untuk menghilangkan gaya aksial yang muncul ketika sumbu sejajar.

Roda Gigi Heliks Poros Silang

Roda gigi heliks dengan poros paralel

roda gigi heliks ganda

roda gigi miring

Roda gigi bevel terdiri dari roda bergigi yang giginya berbentuk kerucut. Sederhananya, bevel gear adalah jenis roda gigi yang bentuknya seperti kerucut terpotong.

Ciri utama roda gigi jenis ini adalah memungkinkan gerakan rotasi ditransmisikan antara dua sumbu yang berpotongan. Meskipun sumbu sistem roda gigi bevel biasanya tegak lurus, sumbu tersebut juga dapat dirancang untuk beroperasi pada sudut lain.

Umumnya roda gigi bevel terbuat dari besi cor, baja paduan atau aluminium. Namun, tergantung pada penggunaan roda gigi bevel, roda gigi bevel juga dapat dibuat dengan bahan non-logam, meskipun hal ini sangat jarang terjadi.

Dalam roda gigi bevel, beberapa subtipe roda gigi dapat dibedakan:

Roda Gigi Bevel Gigi Lurus : Jenis roda gigi bevel gigi lurus.
Roda Gigi Bevel Gigi Heliks – Jenis roda gigi bevel dengan gigi miring.
Spiral Tooth Bevel Gears : Jenis gigi bevel yang giginya berbentuk spiral.
Roda gigi bevel hipoid : jenis roda gigi bevel yang permukaan pitchnya hiperbolik.

Roda gigi bevel lurus

Roda gigi bevel gigi spiral

roda gigi spiral bevel, roda gigi spiral bevel

Roda gigi bevel gigi heliks

Roda gigi miring hipoid

Jenis roda gigi lainnya

Secara umum, roda gigi diklasifikasikan menjadi tiga jenis: roda gigi pacu, roda gigi heliks, dan roda gigi bevel, seperti yang telah kita bahas di atas. Namun, ada jenis gear lain yang juga penting untuk Anda ketahui.

Cacing : Pada mekanisme cacing, sekrup roda gigi heliks menyatu dengan roda gigi lurus atau heliks. Dengan cara ini, gerakan melingkar ditransmisikan antara dua sumbu yang tegak lurus.
Perlengkapan rak : Pada mekanisme rak, roda bergigi (pinion) menyatu dengan rak. Roda gigi jenis ini digunakan untuk mengubah gerak melingkar menjadi gerak linier.
Roda gigi rantai : Roda gigi tidak menyatu satu sama lain, tetapi gerak melingkar dari roda gigi diteruskan melalui rantai.

Sekrup cacing

perlengkapan rak

roda gigi dengan rantai

kereta gigi

Kereta roda gigi adalah mekanisme transmisi melingkar yang terdiri dari sekumpulan roda gigi. Dengan kata lain, rangkaian roda gigi adalah suatu sistem yang terdiri dari beberapa roda bergigi yang dihubungkan satu sama lain.

Rangkaian roda gigi memungkinkan rasio transmisi yang jauh lebih tinggi daripada roda gigi tunggal. Oleh karena itu, rangkaian roda gigi berfungsi untuk menambah atau mengurangi kecepatan sudut suatu poros lebih besar daripada satu roda gigi. Di sisi lain, roda gigi umumnya memakan lebih banyak ruang daripada roda gigi sederhana yang terdiri dari dua roda bergigi.

Pada gambar berikut ini anda dapat melihat contoh rangkaian roda gigi, lebih tepatnya rangkaian roda gigi yang terdiri dari lima roda gigi yaitu: roda gigi masukan, roda gigi ganda, roda gigi idle, dan roda gigi keluaran. KELUAR.

Mekanismenya dimulai dari roda masukan yaitu roda kiri. Ketika gerakan rotasi diterapkan pada roda gigi masukan, roda gigi berikutnya juga berputar karena roda-roda tersebut disatukan.

Dalam hal ini, kecepatan putaran ditingkatkan dalam dua langkah. Pertama, roda masukan memiliki lebih banyak gigi dibandingkan roda giginya, sehingga kecepatan sudutnya meningkat. Roda gigi ini merupakan roda gigi ganda yang mempunyai roda gigi lain yang dipasangkan pada porosnya, dan roda gigi tersebut juga mempunyai gigi yang lebih banyak dibandingkan dengan roda gigi keluaran, sehingga kecepatan sudutnya meningkat untuk kedua kalinya.

Rasio transmisi suatu roda gigi

Rasio roda gigi adalah perbandingan antara kecepatan putaran dua roda gigi. Secara khusus, rasio transmisi dua roda gigi didefinisikan sebagai rasio kecepatan sudut roda gigi keluaran terhadap kecepatan sudut roda gigi masukan.

$i=\cfrac{\omega_2}{\omega_1}=\cfrac{Z_1}{Z_2}=\cfrac{D_1}{D_2}$

Emas:

$i$

adalah rasio transmisi.
$\omega_1$

adalah kecepatan sudut roda masukan.
$\omega_2$

adalah kecepatan sudut roda keluaran.
$Z_1$

adalah jumlah gigi roda gigi masukan.
$Z_2$

adalah jumlah gigi roda gigi keluaran.
$D_1$

adalah diameter roda masukan.
$D_2$

adalah diameter roda keluaran.

Dari rumus rasio transmisi dapat kita simpulkan sebagai berikut:

i>1 : Jika rasio roda gigi lebih besar dari 1 berarti kecepatan sudut keluaran lebih besar dari kecepatan sudut masukan. Oleh karena itu, jumlah gigi dan diameter roda gigi keluaran lebih sedikit dibandingkan dengan jumlah gigi dan diameter roda gigi masukan.
i<1 : jika rasio transmisi kurang dari 1, berarti kecepatan sudut keluaran lebih rendah dari kecepatan sudut masukan. Oleh karena itu, jumlah gigi dan diameter roda gigi keluaran lebih besar dibandingkan jumlah gigi dan diameter roda gigi masukan.
i=1 : jika rasio roda gigi sama dengan 1, berarti kecepatan sudut keluaran setara dengan kecepatan sudut masukan. Jadi jumlah gigi dan diameter kedua rodanya sama.

Kelebihan dan kekurangan roda gigi

Dibandingkan dengan jenis mekanisme transmisi gerak lainnya, roda gigi memiliki kelebihan dan kekurangan sebagai berikut:

Keuntungan dari roda gigi:

Tidak ada kemungkinan tergelincir di antara roda gigi, sehingga mengurangi kerusakan mekanisme.
Roda gigi dapat mengirimkan kekuatan tinggi.
Performa mekanis roda gigi tinggi.
Secara umum, roda gigi memerlukan sedikit perawatan.
Roda gigi umumnya hanya memakan sedikit ruang.

Kerugian dari roda gigi :

Roda gigi sulit dibuat.
Oleh karena itu, harga roda gigi biasanya lebih tinggi dibandingkan jenis mekanisme lainnya.
Meskipun kebisingan yang dihasilkan tergantung pada jenis gigi yang digunakan, namun umumnya merupakan sistem transmisi gerak yang berisik.