Jenis Roda Gigi: Klasifikasi, Aplikasi, dan Tips

Apa yang dimaksud dengan roda gigi?

Roda gigi adalah komponen mekanis. Roda gigi terdiri dari ratchet atau roda gigi yang memiliki gigi. Roda gigi ini cocok untuk menyampaikan rotasi dan torsi dari satu poros ke poros lainnya. Keterlibatan yang tepat ini menghindari kompromi. Mereka dapat menyebabkan kecepatan dan daya yang tidak konsisten. Roda gigi adalah komponen penting di banyak sektor. Ini adalah otomotif, permesinan, kedirgantaraan, dan robotika. Roda gigi digunakan untuk mengontrol kecepatan dan mentransfer daya.

Tidak ada standar untuk industri roda gigi. Namun, roda gigi diklasifikasikan berdasarkan gigi dan arah putaran roda gigi. Hal ini menggambarkan bagaimana berbagai jenis roda gigi dan penggunaan khusus dibahas. Hal ini diterapkan di banyak sistem mekanis yang berbeda. Ini berfungsi untuk menggambarkan bagaimana roda gigi dirancang untuk konfigurasi yang rumit.

Istilah-istilah Perlengkapan Penting

Parameter Roda Gigi Dasar

Roda gigi memiliki parameter. Parameter tersebut adalah sifat teknis roda gigi. Parameter-parameter ini diperlukan oleh para insinyur industri. Semua parameter ini diterapkan pada berbagai bagian roda gigi. Mereka menentukan bagaimana roda gigi akan bekerja dan kinerjanya.

Jumlah Gigi: Gigi memiliki ujung yang tajam, dan mengelilingi roda gigi sepenuhnya. Jumlah gigi haruslah bilangan bulat, yang dapat memengaruhi rasio roda gigi, aspek penting dari performa roda gigi. Lebih banyak gigi membuat gerakan lebih halus tetapi membutuhkan pembuatan yang presisi.

Kedalaman Keseluruhan: Kedalaman keseluruhan diukur dari bagian atas gigi ke titik terendah. Hal ini memastikan bahwa beban yang dimaksudkan dapat dibawa oleh roda gigi yang bersangkutan. Hal ini juga memungkinkan berfungsinya roda gigi dengan baik dalam sistem mekanis.

Lingkaran dan Diameter Kritis

Pitch Circle: Pitch circle adalah lingkaran imajiner yang menunjukkan ukuran roda gigi. Hal ini sangat penting untuk menyambung roda gigi. Lingkaran pitch mereka harus cocok dengan baik selama operasi. Lingkaran pitch membagi gigi menjadi addendum dan dedendum.

Lingkaran akar: Lingkaran akar kadang-kadang disebut diameter dalam. Ini menandai bagian bawah gigi, atau lebih khusus lagi, tingginya. Ketinggian ini digunakan dalam perhitungan kedalaman dan kekuatan gigi.

Lingkaran Luar: Sejauh menyangkut dimensi luar, lingkaran luar menunjukkan diameter tempat penandaan dimulai dan di mana ujung gigi dimulai dari atas ke bawah. Ukuran keseluruhan dan kemampuan saling tukar antar roda gigi dalam suatu sistem bergantung padanya.

Diameter Pitch: Diameter pitch didefinisikan sebagai diameter lingkaran pitch. Jadi, memperkirakan jarak antara dua roda gigi dalam penyambungan sangatlah penting. Hal ini untuk mencegah interupsi yang terjadi ketika proses ini tidak dikelola dengan baik.

Pitch dan Modul

B Mengukur jarak antara dua gigi yang berdekatan pada lingkaran nada. Sangatlah penting untuk memahami posisi dan interaksi.

Modul: Ini adalah rasio yang diperoleh dengan membagi diameter lingkaran pitch dengan π (pi). Dalam analisis roda gigi, ini sering digunakan untuk menyederhanakan perhitungan ukuran dan jarak roda gigi.

Pitch Diametral: Jumlah gigi pada roda gigi dibagi dengan diameter lingkaran pitch. Roda gigi dengan pitch diametral yang sama akan menyatu dengan baik. Hal ini menjadikannya parameter penting untuk kompatibilitas roda gigi.

Ketebalan Melingkar: Pengukuran yang menentukan seberapa tebal sebuah gigi dilihat secara tunggal dari sekeliling kelilingnya. Pengukuran ini memastikan roda gigi dapat menangani gaya yang diterapkan selama pengoperasiannya.

Sudut dan Titik

Sudut Tekanan: Sudut antara normal umum pada titik kontak gigi dan garis singgung umum pada lingkaran pitch. Hal ini memengaruhi transmisi gaya serta kehalusan dalam pengoperasian roda gigi.

Titik Pitch: Titik di mana dua roda gigi yang bertautan memiliki titik kontak yang terletak pada lingkaran pitch masing-masing. Penyelarasan roda gigi yang akurat bergantung pada titik ini; oleh karena itu, hal ini menjadi halus.

Permukaan Pitch:

Adendum, Dedendum, dan Kedalaman.

Addendum dan Dedendum: Jarak radial dari addendum ke dasar gigi. Ini memastikan kontak gigi yang tepat selama pemuatan.

Lingkaran Addendum & Lingkaran Dedendum: Ditemukan tepat di ujung setiap gigi… Kedua lingkaran ini terletak secara konsentris untuk lingkaran nada dan berfungsi sebagai batas area gigi.

Lingkaran Dasar: Profil gigi yang tidak beraturan diturunkan darinya. Hal ini menentukan bentuk dan kekuatan struktur gigi 13-gigi.

Kedalaman Total & Kedalaman Kerja: Perbedaan radial adalah antara lingkaran addendum dan dedendum. Kedalaman kerja memastikan roda gigi pas dari addendum ke lingkaran jarak bebas.

Ketebalan Gigi & Ruang Gigi: Ini adalah lebar gigi pada lingkaran nada. Pembacaan ini membantu dalam menentukan jarak gigi dan interaksinya dengan sistem roda gigi.

Klasifikasi Roda Gigi

Jenis Roda Gigi Berdasarkan Bentuk Gigi

Menurut bentuk gigi, ada tiga jenis roda gigi utama: involute, cycloid, dan trochoid. Profil melengkung yang memastikan transmisi yang mulus membuat roda gigi involute dikenal. Roda gigi sikloid memiliki bentuk melengkung. Bentuk ini membuatnya lebih efisien dalam beberapa kasus daripada yang lain. Roda gigi trokoid memiliki gigi yang unik. Mereka membiarkan roda gigi bekerja dengan baik dalam kondisi tertentu.

Jenis Roda Gigi Berdasarkan Konfigurasi Sumbu

Roda gigi juga dapat diklasifikasikan berdasarkan konfigurasi porosnya. Roda gigi sumbu paralel diposisikan pada poros paralel yang berbagi bidang yang sama. Roda gigi ini memiliki efisiensi tinggi dalam transfer gerakan, seperti roda gigi heliks dan rak roda gigi. Roda gigi sumbu bertemu pada suatu titik. Contohnya adalah roda gigi bevel. Jenis ini bertemu di sebuah bidang. Ini menjaga efisiensi tinggi. Sebaliknya, poros roda gigi cacing tidak bertemu atau berjalan paralel. Hal ini menyebabkan efisiensi rendah.

Berbagai jenis roda gigi

Roda gigi sangat penting dalam setiap mesin. Roda gigi mentransmisikan rotasi dan gaya antar bagian. Mereka datang dalam berbagai bentuk. Mereka memenuhi banyak kebutuhan mekanis di berbagai industri. Insinyur perlu mengetahui sifat dan desain setiap jenis roda gigi. Mereka menggunakan pengetahuan ini untuk memilih yang terbaik untuk kebutuhan mereka.

Spur Gear: Spur gear itu sederhana. Giginya sejajar dengan sumbu rotasinya. Ini berarti mereka hanya dapat menyatu dengan roda gigi taji lain yang memiliki sumbu paralel. Roda gigi jenis ini banyak digunakan karena sederhana, murah, dan mudah dirawat. Jadi, praktik pengecoran harus digunakan dalam aplikasi kecepatan sedang, seperti penggerak pabrik dan peralatan pengangkat.

Gigi Heliks:

Gigi Heliks Ganda: Gigi heliks ganda terdiri dari dua permukaan heliks paralel dengan celah di antara keduanya; oleh karena itu, tidak ada daya dorong aksial dan pengoperasian yang lebih mulus. Ini sangat direkomendasikan untuk aplikasi berkecepatan tinggi dan rasio besar. Jenis ini juga digunakan untuk meredam guncangan dan getaran.

Gigi Tulang Herring: Gigi herringbone seperti gigi heliks ganda. Tetapi mereka tidak memiliki ruang di antara kedua sisinya. Hal ini membuatnya ideal untuk guncangan dan getaran yang tinggi. Namun, proses pembuatannya yang rumit dan biaya yang dibutuhkan mencegah penggunaannya secara luas.

Worm Gear: Roda gigi cacing memiliki cacing dan roda cacing. Mereka untuk poros yang tidak berpotongan di sudut kanan. Ini memiliki rasio reduksi yang tinggi. Roda gigi jenis ini dikenal untuk pengoperasian yang tenang. Jadi, yang terbaik adalah untuk kasus kecepatan lambat-sedang dengan beban kejut.

Gigi Miring: Gigi bevel mentransmisikan daya antara poros yang berpotongan pada sudut tertentu, seperti 90 derajat. Roda gigi ini biasanya digunakan pada diferensial mobil, perkakas listrik, dan sistem kemudi. Ini karena mereka dapat menangani torsi tinggi secara efisien.

Rak dan Pinion: Jenis roda gigi ini mengubah rotasi menjadi gerakan linier atau sebaliknya. Ini adalah kunci dalam sistem kemudi, mesin CNC, dan aktuator linier. Roda gigi rack dan pinion memberikan kontrol gerakan yang akurat. Oleh karena itu, banyak penggunaan yang membutuhkan efisiensi dari jenis produk ini.

Gigi Planet:Gigi planet memiliki gigi matahari pusat, banyak gigi planet, dan gigi cincin luar. Roda gigi ini memberikan rasio reduksi yang sangat tinggi. Roda gigi ini juga cukup kompak untuk menanggung beban berat. Hal ini membuat mereka populer di mobil, robot, dan mesin yang membutuhkan kombo ini.

Gigi Internal: Gigi internal terutama digunakan pada penggerak roda gigi planet dan kopling poros. Roda gigi semacam itu memiliki gigi di dalam kerucut atau silinder, yang memungkinkannya berputar dengan cara yang sama. Kami membutuhkan persyaratan penyelarasan roda gigi dan kontrol rotasi yang spesifik.

Prinsip Kerja Roda Gigi Mekanis

Penyambungan Roda Gigi dan Transmisi Gerak

Roda gigi beroperasi ketika roda gigi mereka saling bertautan untuk menggeser kecepatan dan gerakan. Gigi roda gigi saling bertautan dengan gigi roda gigi lainnya. Hal ini memungkinkan mereka mentransmisikan rotasi. Dengan demikian, keuntungan mekanis tercipta karena torsi, kecepatan, dan arah rotasi berubah. Dengan cara ini, transfer gerakan roda gigi terjadi secara efisien, terutama karena penyambungan.

Konektivitas antara Roda Gigi dan Poros

Dengan demikian, roda gigi berputar di sepanjang poros tempat roda gigi dipasang. Hal ini menyiratkan bahwa gerakan dapat ditransmisikan dari satu roda gigi ke roda gigi lainnya melalui aksi roda gigi di sepanjang poros. Roda gigi diposisikan dengan benar dengan menggunakan poros. Poros menjaga roda gigi tetap stabil dan sejajar sehingga dapat bekerja dengan baik. Jika tidak ada poros, ada kemungkinan roda gigi tidak akan mempertahankan konfigurasinya untuk gerakan yang efisien.

Roda Gigi Penggerak vs Roda Gigi Penggerak

Dalam satu set roda gigi tertentu, ada dua jenis utama; roda gigi Penggerak dan Penggerak. Roda gigi penggerak menyebabkan gerakan pada roda gigi yang digerakkan dengan memutar dirinya sendiri. Jadi, gerakan terjadi karena interaksi dengan bagian lain dari suatu mekanisme. Ini karena ketika roda gigi penggerak mulai bergerak, rotasinya secara langsung memengaruhi seberapa cepat atau lambat roda gigi yang digerakkan beroperasi. Hal ini memastikan kelancaran.

Bahan yang biasa digunakan dalam pembuatan roda gigi.

Logam dan Paduan

S45C

Baja S45C termasuk dalam standar JISG4051-79 (94) yang dikenal sebagai baja 45 di Tiongkok, dengan sebutan yang sama di Jepang (S45C) dan Taiwan (S45C). Baja ini merupakan karbon bermutu tinggi tanpa cacat struktural. Struktur mikronya seragam di seluruh rentang massanya. Ketahanan ausnya meningkat dengan meningkatnya jumlah kandungan karbon lebih dari 0,4% yang ditemukan di dalamnya. Namun, hal ini membutuhkan perlakuan panas yang tepat selama pendinginan agar tidak menyebabkan deformasi atau retak.

SUS304

Juga disebut sebagai 06Cr19Ni10 atau hanya 304, ini adalah contoh baja tahan karat. Baja ini memiliki ketahanan korosi dan sifat mekanik yang sangat baik. Namun, dimungkinkan untuk membentuknya dengan panas. Prosedur seperti membengkokkan dan mencap dapat dilakukan tanpa mengeraskannya. Baja ini tetap sama dari -196 ° C hingga 800 ° C. Food grade 304 memiliki lebih banyak aturan untuk kromium, nikel, dan logam berat.

40Cr

Setara dengan SCr440 (Jepang), 5140 (Amerika Serikat), dan ISO 41Cr4. Ini berlaku untuk teknik mesin. Hal ini disebabkan oleh sifat fisiknya setelah pendinginan dan temper. Di sisi lain, baja ini memiliki kemampuan pengerasan yang lebih baik daripada baja S45C. Dapat digunakan untuk roda gigi, rotor pompa oli, dll. Mereka beroperasi pada beban tinggi dan kecepatan sedang.

Bahan Plastik

POM (Polioksimetilena)

Baja ini dikenal sebagai “baja super” karena karakteristiknya yang luar biasa. Ini disebut poliasetal atau resin asetal. POM berfungsi dari -40°C hingga +100°C. Memiliki ketahanan aus dan pelumasan sendiri yang baik. POM lebih baik daripada banyak plastik rekayasa lainnya. Misalnya, ia memiliki kekuatan tarik sekitar 70 Mpa. Ia juga memiliki daya serap air yang rendah, stabilitas dimensi yang baik, dan penampilan yang mengkilap.

Nilon

Sifat bebas pelumasan membuat roda gigi nilon menjadi populer. Roda gigi ini bekerja untuk aplikasi yang membutuhkan tingkat kebisingan yang lebih rendah. Roda gigi ini juga cocok untuk roda gigi ringan. Selain itu, sifatnya yang unik membuat polimer ini cocok untuk roda gigi khusus. Ini adalah aplikasi di mana kebisingan selama operasi harus diminimalkan.

Bahan Komposit

Keramik

Silikon karbida dan keramik canggih lainnya bersifat keras dan tahan aus. Bahan-bahan tersebut digunakan untuk kualitas ini. Bahan-bahan tersebut terutama ditujukan untuk aplikasi dalam kondisi yang parah. Meskipun rapuh, mereka bekerja dengan baik dalam kondisi ekstrem.

Komposit Matriks Logam

Komposit ini memadukan kekuatan logam dengan kekerasan dan ketahanan korosi keramik. Komposit ini ideal untuk aplikasi yang membutuhkan ketangguhan logam. Mereka juga perlu mengetahui sifat-sifat keramik dengan lebih baik. Sifat-sifat ini membantu material menahan tuntutan operasional yang berat.

Pertimbangan untuk merancang dan memilih roda gigi.

Anggaran Ekonomi

Biaya kustomisasi selalu tinggi dalam pemilihan roda gigi. Produsen sering kali membutuhkan roda gigi dengan desain khusus. Mereka harus mencocokkan gambar teknik dan rekomendasi. Penting untuk mencocokkan kebutuhan ini dengan anggaran yang tersedia.

Desain dan Standar

Roda gigi memiliki banyak spesifikasi, standar, dan toleransi. Tidak ada satu pendekatan yang cocok untuk semua situasi. Oleh karena itu, perusahaan harus mengidentifikasi standar spesifik mereka sendiri. Hal ini mungkin melibatkan pertimbangan dari negara lain, seperti Amerika Serikat atau Jepang jika peraturan lokal tidak memadai.

Konfigurasi Ruang

Meskipun roda gigi biasanya menempati bagian tengah poros, kebutuhan manufaktur mungkin menentukan sebaliknya. Perubahan tersebut dapat berarti memodifikasi bentuk dan ketebalan gigi atau memilih roda gigi internal yang pas.

Kebutuhan Transmisi

Roda gigi sangat penting selama transmisi gerakan dan torsi di antara bagian-bagian alat berat. Setiap bagian memiliki persyaratan yang unik; oleh karena itu, produsen memilih roda gigi yang sesuai. Mereka mengubah jenis dan desain roda gigi sebagai respons terhadap kebutuhan gerakan dan torsi.

Ketentuan Layanan

Banyak faktor yang memengaruhi pilihan roda gigi, seperti berat, gesekan, kebisingan, getaran, dan tekanan. Selain itu, ada juga faktor lingkungan seperti suhu, kebersihan, dan kelembapan. Faktor-faktor ini dipertimbangkan ketika menentukan bahan, perawatan, atau pelumasan roda gigi.

Pemilihan Bahan

Pemilihan perlengkapan tergantung pada seberapa baik perlengkapan tersebut dapat bertahan dalam berbagai kondisi. Ini termasuk suhu ekstrem, debu, dan banyak lagi. Beberapa bahannya adalah baja tahan karat (SUS304), baja karbon (S45C), nilon, dll. Bahan-bahan tersebut memastikan daya tahan dalam beberapa kondisi.

Detail Konfigurasi Roda Gigi

• Modul & Jumlah Gigi: Pilih berdasarkan rasio gigi yang diinginkan dan ketersediaan ruang,
• Ukuran Roda Gigi: Pilih berdasarkan kebutuhan ruang untuk lokasi pemasangan,
• Persyaratan Torsi: Kemampuan torsi beban sistem harus dipertimbangkan sebelum memilih roda gigi,
• Bentuk Lubang Internal: Pilih alur pasak untuk pemosisian atau pemasangan. Jika tidak, pilih lubang bundar berdasarkan kebutuhan pemasangan atau konektivitas.

Aplikasi Jenis Roda Gigi

Keuntungan dan Kerugian Roda Gigi

Keuntungan dari Roda Gigi

• Transmisi Daya yang Efisien: Ini memungkinkan rasio kecepatan tinggi dalam ruang kecil dengan pemborosan energi minimum.
• Kontrol Kecepatan dan Torsi yang Tepat: Hal ini memungkinkan kontrol yang akurat, sehingga membuatnya dapat diterapkan pada kebutuhan mekanis yang berbeda-beda.
• Aplikasi yang beragam: Ada banyak jenis dan ukuran yang tersedia untuk dipilih sesuai dengan permintaan untuk setiap roda gigi.
• Desain Ringkas: Hal ini membantu menghemat ruang dan mengintegrasikan ke dalam berbagai pengaturan secara mulus.
• Perawatan yang rendah: Hanya diperlukan pelumasan sederhana karena daya tahan dan masa pakainya yang panjang.
• Rasio Kecepatan Tetap: Gerakan melintasi poros non-paralel berpotongan dengan sempurna, memastikan performa yang seragam.

Kerugian dari Roda Gigi

• Sistem yang Kompleks: Menginstal sistem seperti itu secara tepat bisa menjadi tantangan, begitu juga dengan pemeliharaannya,
• Kebisingan dan Getaran: Kecepatan tinggi atau ketidaksejajaran menyebabkan masalah ini, yang menghambat kenyamanan penggunaan sistem,
• Kemampuan Jarak Jauh Terbatas: Tidak dapat mentransfer gerakan dalam jarak jauh,
• Risiko Kerusakan di Bawah Beban Tinggi: Kerusakan terburuk dapat terjadi jika ada kesalahan pada roda gigi bergigi,
• Kurangnya Fleksibilitas: Dalam banyak kasus, kekakuan operasional membatasi penerapannya dalam berbagai situasi,
• Biaya Produksi Tinggi: Proses produksi dan perakitan secara ekonomi membebani pembeli.

Apa perbedaan antara roda gigi dan sprocket?

Roda gigi dan sprocket menggerakkan segala sesuatu, mulai dari sepeda hingga mesin. Keduanya merupakan bagian penting dari kehidupan kita sehari-hari. Roda gigi memfasilitasi transmisi daya yang halus, sehingga mengarahkan gerakan yang tepat. Baik roda gigi maupun sprocket sama-sama menggerakkan mesin. Namun, desainnya yang terpisah membuatnya lebih baik untuk fungsi yang berbeda, seperti obeng dan kunci pas.

Bentuk dan Desain

Roda gigi memiliki gigi. Gigi-gigi tersebut berbentuk seperti potongan puzzle yang tidak beraturan. Mereka saling menyatu. Hal ini membuat mereka menyatu dengan roda gigi lainnya dengan baik. Sebaliknya, sprocket memiliki gigi yang berjarak sehingga dapat mencengkeram rantai atau sabuk dengan baik.

Mekanisme Transmisi Daya

Dengan mengaitkan giginya, roda gigi memungkinkan transmisi daya, sehingga menghasilkan gerakan yang berkelanjutan. Sprocket mentransfer energi dengan mencengkeram mata rantai. Hal ini mirip dengan rantai sepeda yang melingkari roda gigi untuk berputar.

Aplikasi

Roda gigi digunakan untuk kecepatan, torsi, dan pemosisian yang tepat. Roda gigi dapat ditemukan di mobil, mesin, jam tangan, dan kotak roda gigi. Sprocket terutama muncul dalam sistem dengan rantai atau sabuk. Ini termasuk sepeda, sepeda motor, konveyor, dan mesin lainnya.

Distribusi Beban

Mereka mendistribusikan beban ke banyak gigi sehingga transmisi daya menjadi halus dan efisien. Ini berarti bahwa ada tekanan minimum pada masing-masing gigi. Sprocket menyebarkan beban ke tautan terpisah dari rantai atau sabuk, yang mengarah ke peningkatan ketegangan pada titik kontak tertentu.

Ukuran dan Konstruksi

Roda gigi tersedia dalam berbagai ukuran dan konstruksi. Ini termasuk roda gigi taji, heliks, miring, tipe cacing, rack-and-pinion, dan roda gigi planet. Sebaliknya, desain sproket lebih terstandarisasi. Mereka juga memiliki konstruksi yang lebih sederhana, yang menyebabkan mereka bekerja lebih baik dengan rantai dan sabuk.

Kesimpulan

Memahami roda gigi sangat penting untuk mengoptimalkan sistem mekanis. Panduan ini membahas jenis-jenis roda gigi dan desainnya. Ini mencakup bagaimana roda gigi membantu transmisi daya bekerja dengan baik. Pengetahuan yang ditingkatkan akan memudahkan pengambilan keputusan yang lebih baik dalam pemilihan dan perawatan roda gigi.

Berkolaborasi dengan kami untuk meningkatkan sistem mekanis Anda dengan roda gigi yang dirancang oleh para ahli kami. Hubungi kami hari ini untuk mendapatkan solusi inovatif dan saran ahli yang disesuaikan dengan kebutuhan Anda.

Pertanyaan Umum

Teknik perawatan apa yang digunakan para ahli mesin pada roda gigi?

Roda gigi dapat digerinda dengan halus untuk pengoperasian yang senyap. Roda gigi diberi perlakuan panas karena dapat meningkatkan kekuatan dan daya tahannya. Memanaskan roda gigi setelah dihobbing membuatnya lebih kuat. Proses ini sebagian besar digunakan dengan roda atau poros di gearbox penggerak atas paralel.

Apa itu rumus perhitungan pemesinan roda gigi?

Ukuran roda gigi dihitung dengan menggunakan rumus, terutama yang berlaku untuk pinion dan roda gigi besar. Rumus-rumus ini membahas hal-hal seperti sudut tekanan modul, jumlah gigi, dll., diameter lingkaran pitch, dll.