Perbedaan Antara Spur Gear dan Helical Gear
Penggerak mekanis digunakan untuk mentransmisikan gerakan, torsi, dan daya dari poros penggerak (seperti penggerak mula) ke poros yang digerakkan (seperti unit mesin). Ada empat penggerak mekanis, yaitu penggerak roda gigi, penggerak sabuk, penggerak rantai, dan penggerak tali. Tidak seperti penggerak sabuk (penggerak gesekan), penggerak roda gigi adalah satu penggerak penggerak, yang menunjukkan transmisi daya terjadi melalui penyambungan dan pelepasan gigi dua roda gigi secara berurutan. Ini juga merupakan penggerak yang kaku karena tidak ada elemen fleksibel perantara di antara dua roda gigi. Di sini roda gigi pengemudi berpasangan langsung dengan roda gigi penggerak yang sesuai, dan karenanya cocok untuk transmisi daya jarak kecil. Namun, kapasitas transmisi dayanya sangat tinggi dan dapat memberikan berbagai pengurangan kecepatan (dari 1:1 hingga 1:100, dalam satu tahap). Ini juga dapat menawarkan rasio kecepatan konstan karena secara inheren bebas dari efek slip, creep, atau poligonal.
Roda gigi dapat diklasifikasikan menjadi empat kelompok dasar — roda gigi pacu, roda gigi heliks, roda gigi bevel, dan roda gigi cacing. Masing-masing roda gigi ini memiliki fitur khusus dan dapat menawarkan manfaat tertentu di atas yang lain. Sebuah peralatan pacu adalah yang paling sederhana yang digunakan untuk mentransmisikan gerakan dan daya antara driver paralel dan poros yang digerakkan. Ini memiliki gigi lurus sejajar dengan sumbu roda gigi. Roda gigi serupa lainnya, yang disebut roda gigi heliks , juga digunakan untuk poros paralel; namun, giginya dipotong dalam bentuk heliks di atas blanko silinder. Di sisi lain, roda gigi bevel digunakan untuk memotong poros, yang mungkin tegak lurus atau tidak. Ini mungkin memiliki gigi di sepanjang sumbu roda gigi (gigi bevel gigi lurus) atau dalam bentuk spiral (gigi bevel gigi spiral). Roda gigi cacing digunakan untuk poros yang tegak lurus tetapi tidak berpotongan.
Meskipun kedua roda gigi pacu dan roda gigi heliks dimaksudkan untuk poros paralel, masing-masing memiliki orientasi gigi yang berbeda dan cocok untuk aplikasi yang berbeda. Dalam kasus gigi pacu , gigi gigi kawin datang dalam kontak tiba-tiba. Dengan demikian gigi mengalami impact atau shock loading. Ini menyebabkan getaran dan juga mengurangi masa pakai roda gigi. Bentuk gigi heliks dapat menghilangkan masalah ini. Dalam dua roda gigi heliks , gigi bersentuhan secara bertahap dan karenanya bebas dari benturan atau beban kejut. Ini dapat membawa beban yang relatif lebih tinggi. Ini juga menawarkan pengurangan kecepatan yang lebih tinggi. Berlawanan dengan roda gigi pacu yang hanya membebankan beban radial, roda gigi heliks membebankan beban radial dan aksial pada bantalan. Berbagai perbedaan antara roda gigi pacu dan roda gigi heliks diberikan di bawah ini dalam format tabel.
Tabel:Perbedaan antara roda gigi pacu dan roda gigi heliks
| Spur Gear | Perlengkapan Heliks |
|---|
| Pada gigi pacu, gigi sejajar dengan sumbu roda gigi. | Pada roda gigi heliks, gigi miring pada suatu sudut (disebut sudut heliks) dengan sumbu roda gigi. |
| Spur gear hanya membebankan beban radial pada bantalan. | Gigi heliks membebankan beban radial dan beban dorong aksial pada bantalan. |
| Bantalan radial yang hanya dapat menangani beban radial dapat digunakan di sini. | Bantalan yang dapat menangani beban radial dan aksial harus digunakan di sini. |
| Spur gear hanya dapat digunakan untuk poros paralel. | Roda gigi heliks dapat digunakan untuk poros paralel atau poros bersilangan. |
| Pada saat pertunangan, seluruh permukaan gigi bersentuhan dengan gigi kawin. | Di sini pertunangan dimulai dengan titik di permukaan gigi dan secara bertahap meluas ke seluruh gigi. |
| Gigi kawin mengalami beban benturan. | Beban pada gigi kawin menumpuk secara bertahap. |
| Penerapan beban secara tiba-tiba meningkatkan getaran, terutama dalam kondisi kecepatan tinggi. | Pemuatan bertahap pada gigi meminimalkan getaran. |
| Spur gear menghasilkan kebisingan yang nyata karena pemuatan dan getaran yang tiba-tiba. | Pengoperasian roda gigi heliks tidak bising, bahkan pada kecepatan tinggi. |
| Gigi pada spur gear dapat dipotong dengan mudah karena hanya memerlukan gerakan dua dimensi. | Membuat gigi untuk roda gigi heliks relatif sulit karena memerlukan gerakan tiga dimensi. |
Konfigurasi gigi roda gigi: Perbedaan yang terlihat antara spur gear dan helical gear adalah bentuk giginya. Spur gear memiliki gigi lurus yang sejajar dengan sumbu roda gigi. Perlu disebutkan bahwa roda gigi bevel lurus juga memiliki gigi lurus yang berorientasi sepanjang sumbu roda gigi tetapi mereka tidak sejajar dengan sumbu roda gigi (mereka miring dan dengan demikian berpotongan). Seperti namanya, roda gigi heliks memiliki gigi dalam bentuk heliks yang dipotong pada silinder pitch. Roda gigi heliks dapat memiliki heliks tangan kiri atau heliks tangan kanan. Sudut heliks dapat bervariasi dari satu roda gigi ke roda gigi lainnya. Biasanya, itu terletak di antara 15 – 25 °; namun, sudut heliks yang lebih tinggi (hingga 45°) dapat digunakan untuk roda gigi heliks ganda atau herringbone.
Sifat beban dan bantalan yang sesuai: Selama perkawinan dua roda gigi, bantalan mengalami torsi dan gaya, yang pada akhirnya ditransfer ke tanah. Arah dan intensitas gaya tersebut bervariasi berdasarkan kecepatan rotasi dan konfigurasi gigi. Karena beberapa bantalan hanya dapat menangani beban radial secara efisien, beberapa bantalan hanya dapat menangani beban dorong dan sedikit yang dapat menangani kedua beban tersebut, sehingga bantalan yang sesuai diperlukan untuk memilih berdasarkan sifat dan intensitas gaya tersebut. Karena gigi lurus, roda gigi taji hanya membebankan beban radial pada bantalan. Dengan demikian bantalan rol silinder yang lebih murah dapat digunakan. Di sisi lain, roda gigi heliks memaksakan beban radial dan beban dorong yang signifikan pada bantalan. Jadi bantalan bola dalam alur, bantalan kontak sudut dan bantalan rol tirus dapat digunakan karena bantalan ini dapat menangani beban aksial dan radial.
Orientasi poros penggerak dan poros penggerak: Salah satu keuntungan dasar penggerak roda gigi dibandingkan penggerak mekanis lainnya (seperti penggerak sabuk atau rantai) adalah kemungkinan digunakan untuk poros non-paralel. Namun, beberapa jenis roda gigi cocok untuk berbagai orientasi poros penggerak dan penggerak. Kedua roda gigi pacu dan roda gigi heliks banyak digunakan untuk poros paralel; sedangkan, roda gigi bevel dapat digunakan untuk poros berpotongan dan roda gigi cacing dapat digunakan untuk poros tidak berpotongan tegak lurus. Ada jenis roda gigi heliks tertentu, yang disebut roda gigi heliks silang, yang dapat digunakan untuk mentransmisikan daya antara poros tegak lurus. Ini sangat mirip dengan worm gear; namun, gigi heliks silang tidak dapat memberikan pengurangan kecepatan tinggi. Biasanya, ini cocok untuk rasio kecepatan 1:1 hingga 1:2 (dibandingkan dengan 1:15 hingga 1:100 pada gigi cacing). Penerapannya juga terbatas karena banyak keterbatasan.
Skenario kontak antara gigi kawin: Roda gigi pacu memiliki gigi lurus yang sejajar dengan sumbu roda gigi. Dua roda gigi kawin juga dipasang di poros paralel. Dengan demikian gigi dari dua roda gigi pacu yang kawin datang dalam kontak tiba-tiba dan kontak selalu berupa garis yang panjangnya sama dengan lebar muka gigi. Sebaliknya, roda gigi heliks memiliki gigi heliks dan dipasang pada poros paralel. Jadi gigi dari dua roda gigi heliks kawin datang dalam kontak bertahap. Pertunangan mereka dimulai dengan sebuah titik dan menjadi sebuah garis dan kemudian secara bertahap melepaskan diri sebagai sebuah titik. Jadi panjang kontak tidak tetap.
Beban benturan, getaran, dan kebisingan: Karena gigi dari dua roda gigi pacu yang kawin bersentuhan secara tiba-tiba, sehingga mengalami beban kejut atau benturan. Ini juga menghasilkan getaran dan kebisingan yang signifikan, yang terkadang membatasi kecepatan operasi maksimum yang diizinkan. Sebaliknya, kontak bertahap antara gigi kawin menghasilkan beban bertahap pada gigi dan getaran dan kebisingan yang lebih rendah. Dengan demikian roda gigi heliks dapat digunakan pada kecepatan yang lebih tinggi tanpa banyak masalah.
Gigi pemotong: Memotong gigi lurus relatif lebih mudah daripada memotong gigi heliks. Gear milling atau gear hobbing dapat digunakan untuk memotong gigi spur dan roda gigi heliks. Dalam penggilingan, hanya dua gerakan simultan yang diinginkan untuk memotong gigi roda gigi taji; namun, tiga gerakan simultan diperlukan untuk memotong gigi gigi heliks.
Perbandingan ilmiah antara roda gigi pacu dan roda gigi heliks disajikan dalam artikel ini. Penulis juga menyarankan Anda untuk membaca referensi berikut untuk pemahaman topik yang lebih baik.
- Desain Elemen Mesin oleh V.B. Bhandari (Edisi Keempat; McGraw Hill Education).
- Desain Mesin oleh R. L. Norton (edisi Kelima; Pearson Education).
- Buku Teks Desain Mesin oleh R. S. Khurmi dan J. K. Gupta (S. Chand; 2014).
