13 Jenis Roda Gigi

13 Jenis Roda Gigi – Sistem transmisi roda gigi banyak digunakan pada berbagai mesin. Sebagai contoh di bidang otomotif, sistem transmisi yang digunakan adalah transmisi roda gigi. Sistem transmisi roda gigi digunakan karena :  

• Kehandalan dalam operasional

• Dapat meneruskan daya dan putaran yang tinggi

• Kemudahan dalam pengoperasian dan perawatan  

Roda gigi merupakan elemen mesin yang digunakan untuk memindahkan daya dan putaran dari satu poros ke poros lain tanpa terjadi slip. Prinsip dasar dari sistem transmisi roda gigi merupakan pengembangan dari prinsip transmisi roda  gesek. 

Sistem transmisi roda gigi mempunyai banyak kelebihan dibandingkan dengan sistem transmisi (penyaluran tenaga) yang lain, antara lain : 

1. Meneruskan rasio kecepatan yang sama dan tepat

Kontak antar gigi terjadi dengan sudut kontak yang sama, sehingga rasio kecepatan tidak mengalami perubahan selama roda gigi tersebut bekerja.

2. Tidak terjadi slip

Pada berbagai mesin, seringkali slip tidak boleh terjadi karena akan mengurangi efisiensi mesin secara keseluruhan. Pada sistem transmisi roda gigi slip tidak  akan terjadi karena kontak antar gigi terjadi dengan pas.

3. Dapat digunakan untuk meneruskan daya yang besar

Sistem transmisi roda gigi dapat meneruskan daya yang besar karena berbentuk ramping dan kekuatan yang tinggi.

4. Dapat digunakan untuk meneruskan putaran yang tinggi

Putaran yang dihasilkan oleh sistem transmisi roda gigi dapat dari putaran rendah sampai putaran tinggi. Perbandingan transmisi roda gigi dapat didesain dari sesuai kebutuhan.

5. Dapat digunakan untuk jarak sumbu poros yang dekat

Jarak antar poros dalam sistem transmisi roda gigi dapat didesain sesuai kebutuhan dan space yang tersedia. Gear box yang dihasilkan dari desain sistem transmisi roda gigi dapat berukuran kecil sampai besar.

6. Memiliki efisiensi yang tinggi

Efesiensi yang tinggi dari sistem transmisi roda gigi karena tidak terjadi slip akibat kontak gigi. Putaran dan torsi yang diteruskan sama sesuai dengan perbandingan transmisi yang diinginkan.

7. Memiliki daya tahan dan kerja yang baik

Transmisi roda gigi biasanya didesain untuk  berbagai kondisi operasi dengan mempertimbangkan beban statis gigi, beban dinamis, beban keausan dan tegangan lentur yang terjadi akibat kerja yang dilayani. Hal ini menghasilkan sistem transmisi roda gigi mempunyai daya tahan yang tinggi terhadap fluktuasi beban yang diterimanya.  

8. Memiliki bentuk yang ringkas

Keunggulan transmisi roda gigi salah satunya karena bentuknya yang sangat ringkas dan ramping. Hal ini dapat diperoleh karena bentuk roda gigi sangat sederhana, kecil dan ramping sehingga dapat dikemas dalam gear box yang ringkas.

9. Dapat digunakan untuk meneruskan putaran dari poros sejajar, bersilangan dan poros dengan sudut tertentu.

Sistem transmisi roda gigi dapat menghasilkan putaran output dengan berbagai posisi, baik sejajar, bersilangan maupun membentuk sudut tertentu. Posisi output yang bervariasi sangat guntungkan untuk mendesain mesin sesuai dengan kebutuhan.  

Jenis – Jenis Roda Gigi

1. Roda Gigi Lurus (Spur Gear)

Roda Gigi Lurus (Spur Gear)

Roda Gigi Lurus merupakan roda gigi yang paling sederhana. Terdiri dari silinder atau piringan dengan gigi-gigi yang terbentuk secara radial / berporos. Ujung dari gigi – gigi tersebut berbentuk lurus dan tersusun paralel terhadap aksis rotasi.

Roda gigi ini hanya dapat dihubungkan secara paralel. Contoh spur ini terdapat di gear box pada mesin. Pasangan roda gigi lurus ini digunakan untuk menaikkan atau menurunkan putaran dalam arah yang berlawanan.

2. Roda Gigi Luar Dan Roda Gigi Dalam (Internal And External Gear)

 Roda Gigi Luar Dan Roda Gigi Dalam (Internal And External Gear)

Merupakan roda gigi yang gigi-giginya terletak dibagian dalam silinder roda gigi. Berbeda dengan roda gigi eksternal yang memiliki gigi-gigi di luar sillindernya, roda gigi internal tidak akan mengubah arah putarannya. 

Contoh penerapan roda gigi dalam adalah terdapat di lift. Roda gigi dalam dipakai jika diinginkan alat transmisi yang berukuran kecil dengan perbandingan reduksi besar.

3. Roda Gigi Rack Dan Pinion (Rack And Pinion Gear)

Roda Gigi Rack Dan Pinion (Rack And Pinion Gear)

Roda gigi Rack dan Pinion berupa pasangan antara roda gigi yang disebut dengan pinion dan batang bergerigi yang disebut dengan rack. Perpaduan dari rack dan pinion menghasilkan mekanisme transmisi torsi yang berbeda. Torsi ditransmisikan dari gaya putar menuju gaya translasi atau sebaliknya. 

Sederhananya roda gigi jenis ini digunakan untuk merubah gerakan putar menjadi lurus atau sebaliknya. Ketika roda gigi pinion berputar, batang rack akan bergerak lurus. Mekanisme ini digunakan pada berberapa jenis kendaraan untuk mengubah rotasi dan setir kendaraan menjadi pergerakan ke kanan dan ke kiri dari rack sehingga roda berubah arah, contohnya pada sistem kemudi tipe rack and pinion.

4. Roda Gigi Mahkota (Crown Gear)

Roda Gigi Mahkota (Crown Gear)

Roda gigi ini berbentuk roda gigi yang sejajar dan tidak bersudut terhadap aksis. Bentuk giginya mirip seperti mahkota. Roda gigi mahkota ini hanya dapat dipasangkan secara akurat dengan roda gigi bevel atau roda gigi lurus. Roda gigi lurus permukaan memiliki dua sumbu saling berpotongan dengan sudut sebesar 90 derajat.

5. Roda Gigi Heliks (Helix Gear)

Roda Gigi Heliks (Helix Gear)

Roda gigi heliks adalah roda gigi yang dibuat untuk menyempurnakan roda gigi spur (spur gear). Bentuk ujung dari gigi-giginya tidak paralel terhadap aksis rotasi, melainkan miring pada derajat tertentu. Karena bagian giginya bersudut, maka roda gigi ini terlihat seperti miring.

Ciri – ciri roda gigi heliks :

• Arah gigi membentuk sudut terhadap sumbu poros.

• Distribusi beban sepanjang garis kontak tidak uniform.

• Kemampuan pembebanan lebih besar dari pada roda gigi lurus.

• Gaya aksial lebih besar sehingga memerlukan bantalan aksial dan roda gigi yang kokoh.

6. Roda Gigi Heliks Ganda (Double Helical Gear / Herringbone Gear)

Roda Gigi Heliks Ganda (Double Helical Gear / Herringbone Gear)

Roda gigi heliks ganda atau roda gigi herringbone muncul karena masalah dorongan aksial (axial thrust) dari roda gigi miring tunggal. Double helical gear mempunyai dua pasang gigi yang berbentuk V sehingga terlihat seperti dua roda gigi heliks yang disatukan. Hal ini akan membentuk dorongan aksial saling meniadakan. Roda gigi heliks ganda memiliki kerumitan bentuk yang lebih sulit dari roda gigi lainnya.

7. Roda Gigi Hypoid (Hypoid Gear)

Roda Gigi Hypoid (Hypoid Gear)

Roda gigi hypoid mempunyai jalur gigi berbentuk spiral pada bidang kerucut yang sumbunya bersilang. Dan pemindahan gaya pada permukaan gigi berlangsung secara meluncur dan menggelinding. Contoh pemakaiannya seperti yang dipakai pada roda gigi difrensial otomobil. 

Sebenarnya roda gigi hypoid mirip dengan roda gigi bevel, tetapi kedua aksisnya tidak berpotongan

Mempunyai jalur gigi berbentuk spiral pada bidang kerucut yang sumbunya bersilang. Dan pemindahan gaya pada permukaan gigi berlangsung secara meluncur dan menggelinding. Contoh pemakaiannya seperti yang dipakai pada roda gigi difrensial otomotif mobil.

8. Roda Gigi Bevel (Bevel Gear)

Roda Gigi Bevel (Bevel Gear)

Roda gigi bevel bisa berbentuk lurus seperti spur ataupun spiral seperti roda gigi heliks. Untuk sama seperti perbandingan antara spur dan roda gigi heliks. Roda gigi bevel spurs berbentuk seperti kerucut terpotong dengan gigi-gigi yang terbentuk di permukaannya. Ketika dua roda gigi bevel bersinggungan, titik ujung kerucut yang imajiner akan berada pada satu titik dan aksis poros yang akan saling berpotongan. 

Ketika dua Roda gigi Kerucut Lurus bersinggungan, titik ujung kerucut yang imajiner akan berada pada satu titik dan aksis poros yang akan saling berpotongan. Sudut antara kedua roda bisa berapa saja kecuali 0 dan 180 derajat. Roda gigi bevel bisa berbentuk lurus seperti spur ataupun spiral seperti roda gigi heliks. Untuk sama seperti perbandingan antara spur dan roda gigi heliks.

9. Roda Gigi Bevel Spiral (Spiral Bevel Gear)

Roda Gigi Bevel Spiral (Spiral Bevel Gear)

Jika dibandingkan dengan Roda Gigi Bevel, Roda Gigi Bevel Spiral lebih tenang (tidak berisik) dan mampu menahan beban yang lebih besar.

10. Roda Gigi Cacing (Worm Gear)

Roda Gigi Cacing (Worm Gear)

Roda gigi cacing menyerupai screw berbentuk batang yang dipasangkan dengan roda gigi biasa atau spur. Roda gigi cacing merupakan salah satu gigi termudah yang digunakan untuk mendapatkan rasio torsi yang tinggi namun kecepatan putar gigi rendah. Pada umumnya, pasangan roda gigi spur atau heliks memiliki rasio maksimum 10:1, sedangkan rasio dari roda gigi cacing sendiri mampu mencapai 500:1. 

Tetapi, kerugian dari pemakaian roda gigi cacing adalah adanya gesekan pada roda gigi cacing yang mengakibatkan efisiensi yang rendah sehingga roda gigi harus diberi pelumas

Ciri-ciri roda gigi cacing adalah:

• Kedua sumbu saling bersilang dengan jarak sebesar a, biasanya sudut yang dibentuk kedua sumbu sebesar 90 derajat.

• Kerjanya halus dan hampir tanpa bunyi.

• Umumnya arah transmisi tidak dapat dibalik untuk menaikkan putaran dari roda cacing ke cacing (mengunci sendiri).

• Perbandingan reduksi bisa dibuat sampai 1 : 150.

• Kapasitas beban yang besar dimungkinkan karena kontak beberapa gigi (biasanya 2 sampai 4).

• Roda gigi cacing efisiensinya sangat rendah, terutama jika sudut kisarnya kecil.

Batasan pemakaian roda gigi cacing adalah:

• Kecepatan roda gigi cacing maksimum 40.000 rpm

• Kecepatan keliling roda gigi cacing maksimum 69 m/s

• Torsi roda gigi maksimum 70.000 m/kgf

• Gaya keliling roda gigi maksimum 80.000 kgf

• Diameter roda gigi maksimum 2 m

11. Roda Gigi Non-Sirkular (Non Circular Gear)

Roda Gigi Non-Sirkular (Non Circular Gear)

Roda Gigi Non-Sikular dirancang untuk tujuan tertentu. Roda gigi biasa dirancang untuk mengoptimisasikan transmisi daya dengan minim getaran dan keausan, roda gigi non sikular dirancang untuk variasi radio, osilasi, dan sebagainya

12. Roda Gigi Episiklik (Planetary Gear)

Roda Gigi Episiklik (Planetary Gear)

Roda gigi episiklik (planetary gear atau epicyclic gear) adalah kombinasi roda gig yang menyerupai pergerakan planet dan matahari. Roda gigi episiklik digunakan untuk mengubah rasio putaran poros secara aksial, bukan paralel.

13. Roda Gigi Cacing Globoid (Globoid Worm Gear)

Roda Gigi Cacing Globoid (Globoid Worm Gear)

Roda gigi cacing globoid (globoid worm gear) Mempunyai perbandingan kontak yang lebih besar, dipakai untuk beban yang lebih besar. Contoh pemakaiannya seperti yang dipakai pada roda gigi difirensial otomobil.