Perbedaan Antara Penggerak Rantai dan Penggerak Roda Gigi

Mesin dapat didefinisikan sebagai sekelompok mekanisme yang dapat melakukan tugas-tugas tertentu dengan cara yang telah ditentukan sebelumnya dengan mengeluarkan energi. Sebagian besar fungsi mesin dilakukan dengan memanfaatkan tenaga mekanik, yang disuplai oleh penggerak utama. Sebuah penggerak mula dapat mengubah satu bentuk energi menjadi energi mekanik (dalam bentuk torsi rotasi). Contoh pertama dan terpenting adalah motor listrik, di mana energi listrik diubah menjadi energi mekanik. Demikian pula, turbin uap, turbin hidrolik, kincir angin, dll juga bertindak sebagai penggerak utama dalam kasus-kasus tertentu, terutama untuk aplikasi tugas berat. Penggerak utama seperti itu biasanya terletak jauh dari unit mesin dan karenanya memerlukan cara lain untuk mengirimkan daya ke mesin.

Sistem transmisi tenaga mekanik melayani tujuan ini. Ini mengambil gerakan, torsi, dan daya dari penggerak utama dan kemudian mentransfer ke lokasi yang diinginkan dari unit mesin. Selain transmisi, juga dapat mengubah arah putaran dan mengubah kecepatan untuk memenuhi kebutuhan mesin yang tepat. Sistem transmisi tenaga mekanik terdiri dari empat penggerak dasar, yaitu penggerak roda gigi, penggerak rantai, penggerak sabuk, dan penggerak tali. Untuk transmisi daya yang mudah dan tidak terputus, ia juga membutuhkan bantuan elemen mekanis lainnya seperti rem, kopling, poros, spline, kunci, kopling, dll. Masing-masing dari empat penggerak mekanis menawarkan manfaat tertentu dibandingkan yang lain dan karenanya cocok untuk aplikasi tertentu.

Berlawanan dengan penggerak gesekan (penggerak sabuk dan penggerak tali), penggerak rantai dan penggerak roda gigi adalah penggerak mekanis tipe penyambungan karena daya ditransmisikan melalui penyambungan dan pelepasan yang berurutan. Di penggerak rantai , rantai tak berujung melewati sprocket driver dan poros yang digerakkan, yang pada gilirannya memperkenalkan fleksibilitas ke dalam sistem. Ini dapat digunakan untuk transmisi daya jarak pendek hingga menengah. Meskipun bebas dari slip, efek poligonal membatasi drive ini untuk menawarkan rasio kecepatan konstan. Penggerak roda gigi , di sisi lain, adalah salah satu penggerak kaku karena tidak adanya elemen fleksibel perantara. Sangat cocok untuk transmisi daya jarak kecil dan bertindak sebagai penggerak positif. Berbagai perbedaan antara penggerak rantai dan penggerak roda gigi diberikan di bawah ini dalam format tabel.

Tabel:Perbedaan antara penggerak rantai dan penggerak roda gigi

Kehadiran elemen perantara dan fleksibilitas: Drive mekanis dapat diklasifikasikan berdasarkan ada atau tidak adanya hubungan antara. Penggerak fleksibel adalah penggerak yang memiliki hubungan antara yang fleksibel antara penggerak dan poros yang digerakkan. Penggerak sabuk, penggerak rantai, dan penggerak tali adalah contoh penggerak fleksibel karena keberadaan sabuk, rantai, dan tali, masing-masing sebagai penghubung perantara antara dua poros. Keterkaitan tersebut memperkenalkan fleksibilitas dalam unit penggerak dan dengan demikian mereka dapat digunakan untuk transmisi daya jarak jauh. Di sisi lain, ketika tidak ada hubungan perantara seperti itu, maka penggerak mekanis tersebut disebut sebagai penggerak kaku. Penggerak roda gigi adalah contoh penggerak kaku karena dua roda gigi kaku bersentuhan langsung melalui giginya. Tidak ada elemen perantara yang diperlukan di antara dua roda gigi karena keduanya berpasangan secara langsung.

Peredam getaran: Salah satu keuntungan dari setiap drive fleksibel adalah kemampuannya untuk meredam getaran. Biasanya unit penggerak seperti penggerak utama menghasilkan getaran yang terbatas dan dapat ditoleransi; namun, unit mesin dapat menghasilkan getaran yang berlebihan secara tidak diinginkan. Beban benturan atau kejut, gaya tidak seimbang, sambungan kendor, bagian dinamis dan komponen yang rusak atau rusak merupakan sumber utama getaran pada unit mesin. Getaran dengan amplitudo tinggi seperti itu, jika ditransmisikan ke penggerak utama, dapat menyebabkan kerusakan parah. Di setiap penggerak fleksibel, elemen fleksibel perantara dapat meredam getaran secara inheren. Karena tidak adanya hubungan antara di penggerak kaku, getaran di unit mesin ditransmisikan ke penggerak utama. Jadi penggerak rantai dapat mengisolasi unit pengemudi tetapi penggerak roda gigi tidak dapat melindunginya dari getaran yang tidak diinginkan yang berlebihan.

Jarak transmisi daya yang dipilih: Tujuan dasar dari setiap penggerak mekanis adalah untuk mentransmisikan gerakan dan daya dari poros penggerak ke poros yang digerakkan. Jarak antara poros penggerak dan poros penggerak dapat bervariasi berdasarkan beberapa faktor seperti tata letak lantai bengkel, ketersediaan ruang, masalah keselamatan, dll. Setiap penggerak mekanis cocok untuk rentang jarak poros. Penggerak rantai dapat digunakan untuk jarak pusat kecil hingga menengah, biasanya antara 1 – 5m dalam satu tahap. Ini juga dapat digunakan untuk jarak poros yang lebih tinggi dengan memanfaatkan penyangga idle tambahan. Di sisi lain, penggerak roda gigi lebih disukai untuk jarak pusat yang kecil, biasanya di bawah 1m; jika tidak, roda gigi ukuran massal diperlukan untuk digunakan, yang akan menghabiskan ruang dan meningkatkan bobot sistem. Dengan memanfaatkan roda gigi perantara yang menganggur, daya juga dapat ditransmisikan melalui jarak yang lebih jauh; namun, hal itu akan meningkatkan bobot sistem dan kehilangan daya sehingga efisiensi akan menurun.

Transmisi daya antara poros non-paralel: Poros penggerak dan yang digerakkan mungkin memiliki orientasi yang berbeda. Mereka mungkin (i) paralel, (ii) berpotongan, atau (iii) tidak paralel tetapi tidak berpotongan. Penggerak mekanis yang sesuai dipilih berdasarkan orientasi relatif ini. Ketiga penggerak fleksibel (sabuk, rantai, dan tali) hanya cocok untuk poros paralel. Meskipun, sabuk seperempat putaran dapat digunakan untuk poros tegak lurus, namun jarang digunakan dalam praktik karena banyak keterbatasan. Penggerak rantai hanya dapat mentransmisikan daya antara poros paralel. Di sisi lain, penggerak roda gigi dapat digunakan untuk orientasi apa pun dari poros penggerak dan poros yang digerakkan. Ada berbagai jenis roda gigi — masing-masing cocok untuk orientasi tertentu. Misalnya, roda gigi taji dan roda gigi heliks lebih disukai untuk poros paralel, roda gigi miring lebih disukai untuk poros berpotongan, dan roda gigi cacing cocok untuk poros tegak lurus tetapi tidak berpotongan.

Arah rotasi: Persyaratan lain dari penggerak mekanis adalah mengubah arah putaran sesuai kebutuhan. Pada mesin, arah putaran yang diperlukan dapat sama atau berlawanan dengan arah penggerak mula. Penggerak rantai satu tahap dapat memutar poros penggerak ke arah yang sama dengan poros penggerak. Jika beberapa poros diperlukan untuk berputar, maka penggerak rantai dapat memberikan rotasi di kedua arah. Di sisi lain, gigi satu tahap dapat memutar poros penggerak hanya dalam arah yang berlawanan dengan poros penggerak. Untuk mendapatkan rotasi ke arah yang sama, gigi perantara harus digunakan.

Dorongan positif: Penggerak mekanis yang dapat memberikan rasio kecepatan konstan selama operasinya disebut penggerak positif. Kecepatan konstan seperti itu diperlukan untuk mempertahankan di banyak aplikasi; misalnya, pemotongan ulir pada mesin bubut, penyekrupan otomatis, dll. Tidak ada penggerak gesekan yang dapat memberikan rasio kecepatan konstan karena slip yang melekat. Meskipun penggerak rantai bebas dari slip, tetapi efek poligonal dapat sedikit mengubah rasio kecepatan. Jadi itu tidak dianggap sebagai dorongan positif. Penggerak gigi adalah satu-satunya contoh penggerak positif.

Pengurangan kecepatan yang dapat dicapai: Biasanya penggerak utama berputar pada kecepatan yang jauh lebih tinggi daripada yang dimaksudkan dalam unit mesin. Ini membutuhkan penurunan kecepatan rotasi, yang dapat dilakukan oleh setiap penggerak mekanis. Namun, setiap drive memiliki batasan kapasitas reduksi. Penggerak rantai dapat memberikan pengurangan kecepatan antara 1:1 hingga 1:5, dalam satu tahap. Di sisi lain, penggerak roda gigi dapat memberikan berbagai pengurangan kecepatan, biasanya antara 1:1 hingga 1:100. Spur gear dan bevel gear lebih disukai untuk reduksi kecil, gear heliks dapat memberikan reduksi sedang, dan worm gear dapat memberikan pengurangan kecepatan yang curam.

Pelumasan: Menjadi penggerak keterlibatan, dua benda padat bersentuhan langsung, sehingga pembentukan panas dan keausan adalah masalah umum pada penggerak rantai dan roda gigi. Penggunaan minyak pelumas yang sesuai dapat mengurangi efek yang tidak diinginkan tersebut. Penggerak rantai membutuhkan pelumasan yang sering; sementara, sebagian besar penggerak roda gigi memerlukan pelumasan penuh di mana unit roda gigi sebagian atau seluruhnya terbenam ke dalam oli pelumas.

Perbandingan ilmiah antara penggerak rantai dan penggerak roda gigi disajikan dalam artikel ini. Penulis juga menyarankan Anda untuk membaca referensi berikut untuk pemahaman topik yang lebih baik.

1. Desain Elemen Mesin oleh V. B. Bhandari (Edisi Keempat; McGraw Hill Education).
2. Desain Mesin oleh R. L. Norton (edisi Kelima; Pearson Education).
3. Buku Teks Desain Mesin oleh R. S. Khurmi dan J. K. Gupta (S. Chand; 2014).