ELEMEN MESIN

RODA GIGI CACING

PENGERTIAN DAN SIFAT
Roda gigi cacing adalah jenis roda gigi yang terdiri dari 1 atau lebih gigi dengan bentuk menyerupai sekrup. Biasanya dibuat bersama dengan pasangannya, pasangan roda gigi cacing sering disebut pinion/poros cacing.
Secara fisik, roda gigi cacing memiliki cekungan di tiap giginya. Cekungan ini bertujuan mengubah titik kontak antara roda gigi dengan pinion/poros cacing yang biasanya berupa titik, menjadi berupa garis. Sehingga kontak yang terjadi menjadi lebih lama, dan dapat menghasilkan media transmisi daya tinggi.

RODA GIGI CACING DAN BATANG GIGI

Roda gigi cacing di gunakan untuk posisi sumbu bersilang. Pada sepasang roda gigi cacing terdidari datang cacing yang selalu menjadi pengerak dan roda gigi cacing sebagai pengikut. Dan batang roda gigi lebih kuat dari pada roda cacingnya.

Bentuk alur cacingnya berbentuk spiral. Batang cacing atau ulir cacing adalah ulir yang berbentuk mirip dengan ulir trapesium

KELEBIHAN DAN KEKURANGAN
Poros cacing dan roda gigi memiliki perbandingan rasio yang besar. Sebagai contoh, roda gigi heliks biasanya terbatas pada rasio gigi kurang dari 10:1, sementara roda gigi cacing memiliki variasi rasio dari 10:1 ke 500:1. Kerugian dari pasangan roda gigi cacing adalah rendahnya efisiensi karena perbandingan rasio yang cukup besar.

Keuntungannya adalah dengan memberikan hasil yang maksimal dengan kekuatan maksimal.

Roda gigi ini biasanya digunakan untuk kecepatan-kecepatan tinggih dengan kemampuan mereduksi kecepatan yang maksimal. Serta dapat pengikat contohnya pada eretan mesin bubut. Juga terdapat pada mesin bor tangan (manual). Serta pada poros mobil.

KLASIFIKASI RODA GIGI CACING
Roda gigi cacing termasuk kedalam jenis helical gear, namun memiliki sudut yang agak besar (hampir 90 derajat) dan ukurannya biasanya cukup panjang dalam arah aksial dan oleh karena itu bentuknya menyerupai sekrup.

 Perbedaan antara roda gigi cacing dan roda gigi heliks adalah roda gigi cacing dibuat sekurang-kurangnya satu gigi berlangsung selama satu putaran penuh mengelilingi heliks. Sebuah roda gigi cacing memungkinkan untuk memiliki satu gigi saja. Pada roda gigi cacing terlihat seperti memiliki banyak gigi, namun sebenarnya hanya satu satu gigi saja namun mengelilingi poros tersebut seperti ulir. Sekrup yang memiliki satu awalan saja disebut ulir tunggal. Sedangkan yang memilki lebih dari satu awalan disebut ulir majemuk. Sudut heliks cacing biasanya tidak ditentukan.



Dalam pasangan roda gigi cacing, pergerakan hanya mungkin dilakukan oleh poros cacing saja. Di sini roda gigi tidak mungkin untuk memutar poros cacing. Terutama jika sudut lead-nya kecil, roda gigi mungkin hanya mengunci terhadap poros cacing, karena komponen gaya keliling ke cacing tidak cukup untuk mengatasi gesekan. Pasangan roda gigi cacing yang melakukan penguncian diri disebut self locking, yang merupakan sebuah keuntungan dari penggunaan pasangan roda gigi ini, misalnya ketika diinginkan untuk mengatur posisi suatu mekanisme dengan memutar poros cacing dan kemudian memiliki mekanisme menahan posisi tersebut. Contohnya adalah pengatur senar pada gitar.
Hal ini menjadi unik karena hanya terjadi pada mekanisme roda gigi cacing, dimana poros cacing dapat dengan mudah memutar worm gear, namun worm gear tidak dapat memutar poros cacing. Hal ini disebabkan oleh kecilnya sudut roda gigi cacing sehingga saat worm gear diputar, justru terjadi self locking.
Jika gigi pada pasangan roda gigi cacing, roda gigi heliks biasa hanya satu titik kontak. Jika media transmisi daya tinggi diinginkan, bentuk gigi dari gigi harus dimodifikasi untuk mencapai titik kontak yang lebih banyak dengan membuat kedua gigi sebagian menyelimuti satu sama lain. Hal ini dilakukan dengan membuat kedua cekung dan bergabung dengan mereka pada titik pelana; hal ini disebut cone-drive.

MACAM MACAM RODA GIGI CACING:
1. Non Throated Worm Gear → helical gear tanpa ada cekungan pada pasangan kedua roda gigi.
2. Single Throated Worm Gear → cekungan terdapat hanya pada roda gigi.
3. Double Throated Worm Gear → cekungan terdapat pada roda gigi cacing dan poros cacing.
Secara umum, worm gear berfungsi untuk mengurangi kecepatan (memperhalus gerakan). Efisiensi worm gear tergantung pada lead angle, kecepatan putaran, pelumasan, kualitas permukaan, dan prosedur pemasangan/perakitan.

A. Roda gigi cacing silindris

     Mempunyai cacing berbentuk silinder dan lebih umum dipakaI.

B. Roda gigi cacing globoid

     Mempunyai perbandingan kontak yang lebih besar, dipakai untuk beban yang lebih besar.

C. Roda gigi hipoid

     Mempunyai jaliu gigi berbentuk sepiral pada bidang kerucut yang sumbunya bersilang. Dan   
     pemindahan gaya pada permukaan gigi berlangsung secara meluncurdan menggelinding

A. CARA PEMBUATAN
     Worm Gear seperti yang telah diketahui sebelumnya, terdiri dari 2 bagian yaitu roda gigi dan
     poros cacing.
         Dalam pembuatan roda gigi dapat dilakukan dengan menggunakan hobbing machine seperti
         dalam pembuatan roda gigi pada biasanya. Sedangkan dalam pembuatan poros cacing dapat
         dilakukan dengan menggunakan mesin bubut maupun mesin CNC.

Yang harus diperhatikan dalam pembuatan pasangan roda gigi cacing :
1. poros cacing harus memiliki satu center sepanjang poros tersebut (konsentris).
2. kedua modul (pitch) roda gigi harus sama. Jika tidak sama, maka kedua roda gigi tidak akan bias
    dipasangkan.
3. jumlah kedua sudut helik roda gigi harus 90°, supaya sumbu kedua roda gigi saling tegak lurus.
4. tentukan rasio sebelum membuat roda gigi.

B. APLIKASI
Berikut adalah macam-macam penggunaan pasangan roda gigi cacing.
1. Penggunaan dalam permesinan. Karena pasangan roda gigi ini memiliki yang khusus yaitu self
    locking dan rasio pasangan yang besar, maka pasangan roda gigi ini sangat cocok untuk pengerjaan
    permesinan yang presisi. Contoh dari fungsi ini adalah pada kepala pembagi (indexing head).
2. Penggunaan dalam peralatan tambang dan konstruksi. Pasangan roda gigi cacing sangat cocok
    digunakan dalam pekerjaan yang membutuhkan kapasitas tenaga putaran yang tinggi dan daya
    tahan terhadap guncangan . contohnya adalah penggunaan feeder breaker dalam proses
    penambangan.
3. Penggunaan dalam percetakan dan pengepakan. Dalam penggunaan rol mesin cetak, pasangan roda
    gigi cacing membantu pengerjaan dalam kecepatan tinggi karena sifat presisinya dalam
     kemampuanya menahan guncangan.
4. Proses pengolahan kertas dan plastic. Pasangan roda gigi ini mampu digunakan pada tenaga
     putaran tinggi dengan gerakan yang berkesinambungan.

JENIS MATERIAL YANG DI GUNAKAN

Materials used for gears

 

Material	Notes	applications
Worm
Acetal / Nylon	Low Cost, low duty	Toys, domestic appliances, instruments
Cast Iron	Excellent machinability, medium friction.	Used infrequently in modern machinery
Carbon Steel	Low cost, reasonable strength	Power gears with medium rating.
Hardened Steel	High strength, good durability	Power gears with high rating for extended life
Wormwheel
Acetal /Nylon	Low Cost, low duty	Toys, domestic appliances, instruments
Phos Bronze	Reasonable strength, low friction and good compatibility with steel	Normal material for worm gears with reasonable efficiency
Cast Iron	Excellent machinability, medium friction.	Used infrequently in modern machinery

 

RUMUS RUMUS RODA GIGI CACING

a.      Gaya yang bekerja                                                       

Gaya Aksial  :gaya yang bekerja sejajar dengan poros roda gigi cacing.
Gaya Radial : gaya yang tegak lurus garis singgung, gaya ini menuju titik pusat roda gigi
Gaya Tangensial : gaya yang sejajar dengan garis singgung, perputaran gaya tangensial tergantungulir kanan atau kiri.

                                                                                                      Dengan efisiensi sebgai berikut:

                                  Subtitusikan F1 ke dalam :

·         Fx1=Ft2

Fx1=Ft1(Fx1/Ft1)=

pembuktian

Fx1=Fx1

·         Ft1=Ft2

Ft1=Ft2(Ft1/Fx1)=

Masukkan Ft2= ft1(fx1/ft1) pada persamaan di atas,maka:

            Ft1= Ft1(Fx1/Ft1). (Ft1/Fx1)

Pembuktian

            Ft1=Ft1

Fr1=Fr2=

\