Gigi Bevel Lurus vs Spiral: Perbedaan Kunci Dijelaskan
Mesin dapat didefinisikan sebagai kluster mekanisme yang dapat melakukan tugas tertentu dengan mengeluarkan energi. Mekanisme tersebut didorong oleh daya mekanis, yang datang dalam bentuk torsi rotasi. Penggerak primer (seperti motor listrik, turbin, dll.) biasanya menyediakan daya mekanis dan kemudian ditransmisikan ke unit mesin dengan bantuan penggerak mekanis. Ada empat penggerak mekanis, yaitu penggerak gigi, penggerak sabuk, penggerak rantai, dan penggerak tali. Penggerak gigi mentransmisikan gerak dan daya dari poros penggerak ke poros digerakkan melalui penyandaran gigi. Ini adalah penggerak yang kaku karena tidak ada elemen fleksibel perantara. Ia dapat mentransmisikan daya ringan hingga berat tanpa geser (penggerak positif) dasarnya dipilih untuk transmisi daya jarak dekat.
Ada empat tipe dasar gigi—gigi lurus, gigi helikal, gigi bevel, dan gigi cacing. Gigi lurus dan helikal digunakan untuk poros sejajar; namun, gigi lurus memiliki gigi lurus sejajar dengan sumbu gigi; sementara, gigi helikal memiliki gigi dalam bentuk helikal yang dipotong pada silinder puncak. Bentuk helikal gigi ini menawarkan beberapa keuntungan seperti penangkapan beban bertahap pada gigi, getaran lebih sedikit, kebisingan lebih sedikit, aus lebih sedikit, dll. Pasangan gigi bevel dapat diterapkan untuk mentransmisikan gerak dan daya antara poros yang bersilang (biasanya tegak lurus); sementara, pengaturan gigi cacing berlaku untuk poros yang tidak sejajar dan tidak bersilang. Ada berbagai tipe gigi bevel, seperti gigi bevel lurus, gigi bevel miring, gigi muka, gigi spiral, gigi hipoid, gigi mahkota, gigi zerol, dll. Masing-masing memiliki fitur yang berbeda dan cocok untuk tipe aplikasi tertentu.
Gigi gigi bevel dapat memiliki profil lurus atau spiral; namun, keduanya hanya berlaku untuk poros yang bersilang. Seperti yang namanya suggest, dalam gigi bevel gigi lurus, gigi lurus seperti gigi lurus tetapi dipotong di sepanjang sumbu gigi dengan mempertahankan kemiringan. Karena kontak tiba-tiba antara gigi dari dua gigi yang bersandaran, gigi mengalami beban benturan. Ini mengakibatkan getaran dan kebisingan. Gigi muka dan gigi bevel miring juga memiliki gigi lurus. Gigi helikal gigi spiral menawarkan manfaat yang serupa dibandingkan gigi bevel gigi lurus seperti gigi helikal memberikan dibandingkan gigi lurus. Di sini gigi memiliki profil spiral dan sehingga secara bertahap bertemu saat bersandaran. Dengan demikian ia menawarkan operasi yang halus, bebas getaran, dan tenang. Namun, ia mencerminkan beban dorong tinggi pada bantalan. Gigi hipoid juga memiliki gigi spiral. Berbagai perbedaan antara gigi bevel lurus dan gigi bevel spiral diberikan di bawah ini dalam format tabel.
Tabel: Perbedaan antara gigi bevel lurus dan gigi bevel spiral
Gigi Bevel Lurus
Gigi Bevel Spiral
Gigi dari tipe gigi ini lurus dan dipotong di sepanjang sumbu pada kerucut.
Di sini gigi spiral dan dipotong dalam bentuk kurva spiral pada kerucut puncak.
Dua gigi dari gigi yang bersandaran bertemu tiba-tiba. Kontak selalu garis dengan panjang sama dengan lebar muka gigi.
Gigi dari dua gigi yang bersandaran secara bertahap bertemu. Penyandaran dimulai dengan titik dan secara bertahap menjadi garis.
Karena kontak tiba-tiba, gigi juga tunduk pada beban benturan atau kejutan.
Di sini gigi tunduk pada pemuatan bertahap.
Kontak tiba-tiba juga menyebabkan kebisingan.
Operasinya sangat tenang.
Beban benturan menginduksi getaran dan sehingga operasinya tidak halus.
Karena pembentukan beban bertahap, ia menghasilkan getaran lebih sedikit dan sehingga operasinya halus.
Desain dan pembuatan gigi bevel gigi lurus lebih mudah dan sehingga ini lebih murah.
Desain dan pembuatan yang rumit mengakibatkan biaya yang lebih tinggi untuk tipe gigi ini.
Ia mencerminkan gaya dorong lebih sedikit pada bantalan yang memegang poros.
Ia mencerminkan gaya dorong lebih banyak pada bantalan.
Orientasi gigi: Gigi bevel dapat memiliki gigi lurus atau spiral. Ketika gigi gigi bevel lurus tetapi miring sedemikian rupa sehingga mereka konvergen ke titik pusar umum, maka gigi itu disebut gigi bevel lurus. Dua gigi seperti itu harus dipasang pada poros yang bersilang hanya. Variasi gigi bevel lurus, disebut gigi bevel miring, dapat digunakan untuk poros yang tidak sejajar dan tidak bersilang. Di sisi lain, ketika gigi dipotong dalam bentuk spiral pada blank gigi kerucut sedemikian rupa sehingga kurva spiral konvergen ke satu titik pusar, maka disebut gigi bevel spiral. Pasangan gigi bevel spiral yang bersandaran harus dipasang pada poros yang bersilang; alternatifnya gigi hipoid (juga memiliki gigi spiral) dapat digunakan untuk poros yang tidak sejajar dan tidak bersilang.
Skenario kontak: Penggerak gigi adalah salah satu tipe penggerak penyandaran yang kaku yang menunjukkan gigi dari dua gigi yang bersandaran datang dalam kontak langsung untuk mentransmisikan gerak dan daya dari satu poros ke poros lain. Terlepas dari tipe gigi, gigi yang sejajar dengan sumbu gigi datang dalam kontak tiba-tiba. Ini terjadi dalam kasus gigi lurus serta gigi bevel lurus. Di sini kontak selalu garis dengan panjang sama dengan lebar muka gigi. Di sisi lain, gigi dari dua gigi bevel spiral yang bersandaran datang dalam kontak secara bertahap, seperti yang terjadi dalam gigi helikal. Di sini penyandaran dimulai dengan titik dan secara bertahap menjadi garis dan akhirnya terlepas sebagai titik.
Beban benturan dan konsekuensinya: Karena kontak tiba-tiba, gigi dari gigi bevel lurus mengalami beban benturan atau kejutan. Ini juga menghasilkan kebisingan dan getaran yang cukup besar. Getaran ini terkadang membatasi kecepatan maksimum operasi dan juga kapasitas transmisi daya. Di sisi lain, gigi dari gigi bevel spiral mengalami pemuatan bertahap, yang jauh lebih tidak merugikan. Operasinya sehingga halus dan tenang, bahkan pada kecepatan tinggi.
Perbandingan biaya: Pembuatan yang rumit mengakibatkan harga tinggi untuk gigi bevel spiral. Untuk material, ukuran, dan toleransi yang sama, gigi spiral 1,2 – 1,5 kali lebih mahal daripada gigi bevel lurus. Perbedaan biaya meningkat ketika ukuran gigi kecil karena kesulitan dalam pembuatan. Persyaratan finishing yang tinggi juga dapat menyebabkan perbedaan harga yang lebih luas.
Gaya dorong: Dua gigi yang bersandaran selalu mencerminkan gaya pada bantalan yang memasang poros. Berdasarkan orientasi gigi, gaya ini dapat radial atau aksial atau keduanya. Misalnya, gigi lurus yang sejajar dengan sumbu gigi (seperti dalam gigi lurus) hanya menghasilkan beban radial; sedangkan, gigi helikal (seperti dalam gigi helikal) menghasilkan kedua jenis gaya. Gigi bevel lurus serta gigi bevel spiral menghasilkan beban radial dan dorong; namun, beban dorong (aksial) dalam gigi bevel spiral relatif lebih tinggi karena ia diinduksi dari dua sumber.
Perbandingan ilmiah di antara gigi helikal sejajar dan gigi helikal bersilang disajikan dalam artikel ini. Penulis juga menyarankan Anda untuk membaca referensi berikut untuk pemahaman yang lebih baik tentang topik ini.
Design of Machine Elements oleh V. B. Bhandari (Edisi Keempat; McGraw Hill Education).
Machine Design oleh R. L. Norton (Edisi Kelima; Pearson Education).
A Textbook of Machine Design oleh R. S. Khurmi dan J. K. Gupta (S. Chand; 2014).
