Analisa Kekuatan Spiral Bevel Gear Dengan Variasi Sudut Spiral Menggunakan Metode Elemen Hingga

Abstract

Seiring perkembangan zaman,  teknologi roda gigi dituntut untuk mampu mentransmisikan daya yang besar dengan efisiensi yang besar pula. Pada jenis intersecting shaft gear, tipe roda gigi payung spiral (spiral bevel gear)  merupakan perkembangan dari roda gigi payung bergigi lurus (straight bevel gear). Kelebihan dari spiral bevel gear antara  lain adalah kemampuan transmisi daya dan efisiensi yang lebih besar pada geometri yang sama serta tidak terlalu berisik. Akan tetapi spiral bevel gear juga mempunyai kelemahan jika dibandingkan dengan straight bevel gear. Selain proses manufaktur yang lebih rumit, profil lengkung gigi spiral ini membuat distribusi tegangan yang terjadi menjadi lebih rumit untuk dimodelkan dengan persamaan matematika. Salah satu pendekatan yang dapat dilakukan adalah dengan menggunakan metode elemen hingga.

Penelitian diawali dengan membuat model dari straight bevel gear dan juga spiral bevel gear yang sudut spiralnya divariasikan 20, 35, dan 45 derajat. Model dibuat dengan dimensi yang sama baik diameter maupun jumlah gigi gear. Langkah selanjutnya yaitu perhitungan analitis pada straight bevel gear dimana hasilnya akan dibandingkan dengan hasil simulasi statis. Setelah eror yang terjadi dibawah 15% maka dilakukan simulasi dinamis pada semua model yang telah dibuat yaitu straight bevel dan juga spira bevel gear.

Hasil yang didapatkan dari penelitian ini adalah secara keseluruhan spiral bevel gear lebih kuat daripada straight bevel gear pada dimensi dan beban yang sama jika dilihat dari lebih kecilnya tegangan bending dan tegangan kontak maksimum yang terjadi. Tegangan terbesar terjadi pada jenis straight bevel gear baik pada tegangan bending maupun tegangan kontak sedangkan spiral bevel gear dengan variasi sudut Seiring spiral 35 mempunyai nilai tegangan terkecil. Prosntase selisih tegangan bending maksimum yang terjadi antara straight bevel gear dan spiral bevel gear dengan variasi sudut spiral 35 derajat  sebesar 44,3%. Sedangkan selisih tegangan kontak maksimumnya sebesar 20,5%. Sehingga secara keseluruhan spiral bevel gear lebih baik daripada straight bevel gear.

Kata Kunci- spiral bevel gear, tegangan bending, tegangan kontak, FEM.