Analisis Kegagalan Compound Planetary Gear Set Pada Internal-Gear Hub 8 Tingkat Kecepatan Dengan Metode Elemen Hingga

Tahmidhan, Mohamad Noor Gema (2017) Analisis Kegagalan Compound Planetary Gear Set Pada Internal-Gear Hub 8 Tingkat Kecepatan Dengan Metode Elemen Hingga. Undergraduate thesis, Institut Teknologi Sepuluh Nopember.

[img] Text
2112100043_undergraduate_thesis.pdf - Published Version
Restricted to Repository staff only

Download (6MB) | Request a copy

Abstract

Transmisi sepeda saat ini terdapat dua macam mekanisme, sistem derailleur dan sistem internal-gear hub. Sistem derailleur memiliki beberapa kekurangan kekurangan, antara lain memiliki konstruksi yang lebih rumit, dan reliability yang lebih rendah. Dengan menggunakan sistem derailleur pengendara harus melakukan pedalling untuk memindahkan tingkat kecepatan. Sitem derailleur hanya bisa menggunakan chain and sprocket sebagai pemindah daya dari pedal ke roda, sedangkan sistem internal-gear hub bisa menggunakan rantai, belt, maupun driveshaft. Pada penelitian ini, dilakukan analisis kegagalan pada compound planetary gear set pada internal gear hub 8 tingkat kecepatan. Analisis kegagalan pada penelitian ini menggunakan metode elemen hingga. Metode elemen hingga membantu penelitian dalam menghemat biaya dan waktu, karena dengan menggunakan metode elemen hingga, peneliti tidak perlu melakukan eksperimen untuk mendapatkan hasil penelitian. Pada penelitian ini, dilakukan perancangan internal-gear hub 8 tingkat kecepatan dengan menggunakan compound planetary gear set. Data awal berupa rasio yang didapatkan dari close ratio dengan overall range 320%, diametral pitch pada roda gigi sebesar 31.75 in, overlocknut distance dimana jarak antara fork pada rangka sepeda dibatasi sebesar 5.12 in, daya dari pedal sebesar 0.33 hp, pada 89.9 rpm. Analisis kegagalan material dilakukan dengan membandingkan tegangan ijin material dan tegangan ekuivalen von-Mises serta tegangan kontak yang didapat dari simulasi dinamis. Jika tegangan ijin material lebih besar terhadap tegangan ekuivalen von-Mises maka roda gigi dapat dikatakan aman terhadap tegangan bending. Jika tegangan ijin material lebih besar terhadap tegangan kontak maka roda gigi dapat dikatakan aman terhadap tegangan kontak.Tegangan normal terhadap sumbu lateral yang didapat melalui simulasi dinamis dapat digunakan untuk mencari koefisien dinamis. Hasil yang didapatkan dari penelitian ini adalah rancangan mekanisme menggunakan tiga tipe kopling, roller clutch, pawl and ratchet, dan positive clutch. Lebar keseluruhan planetary gear set 2.07 in. Material yang digunakan alloy steel SAE 2320, dengan menggunakan material ini seluruh roda gigi dapat dikatakan aman terhadap tegangan bending dan kontak. Hal ini disebabkan oleh tegangan ijin material yang lebih besar dibandingkan dengan tegangan kontak dan tegangan ekuivalen von-Mises yang didapat melalui simulasi dinamis. Tegangan pada roda gigi didapatkan melalui simulasi metode elemen hingga dinamis, sehingga didapatkan nilai koefisien dinamis. Error koefisien dinamis yang diperoleh dari simulasi dinamis berkisar antara 0.12 % - 7.72 %. Simulasi dapat dikatakan akurat karena error berada dibawah 10%.=====================================================================================================================There are currently two kinds of bicycle transmission mechanisms, derailleur systems and internal-gear hub systems. Derailleur system has some disadvantages disadvantages, it has a more complicated construction, and lower reliability. By using the derailleur system, riders should do the pedalling to shift the gear. Derailleur system can only use chain and sprocket as the power transmission from the pedals to the wheel, while the internal-gear hub can use the chain, belt, or driveshaft. In this research, failure analysis of compound planetary gear set on 8-speed internal gear hub done with finite element method. The finite element method could save costs and time on the research, because by using finite element method, researchers do not have to conduct experiment to get the results of the research. In this research, the design of compound planetary gear sets on internal-gear hub 8-speed done with modelling. Initial data in the form of a ratio obtained from close ratio with overall range 320%, diametral pitch on Gears of 31.75 in, overlocknut distance is restricted to 5.12 in, power from the pedals of 0.33 hp, at 89.9 rpm. Failure analysis of the material is done by comparing allowable stress of the material and equivalent von-Mises stress also contact stress obtained from dynamic simulations. If the allowable stress of material larger than equivalent von-Mises stress, then the tooth of the gears can be said to be secure against bending stress. the allowable stress of material larger than contact stress, then the tooth of the gears can be said to be secure against contact stress. Lateral axis normal to the stress obtained via dynamic simulation can be used to find the dynamic coefficient. The results obtained from this research is the design of the mechanism of using three types of clutch, roller clutch, pawl and ratchet, and positive clutch. The overall width of the planetary gear set of 2.07 in. The material used alloy steel SAE 2320, using material of this entire gears can be said to be secure against bending and contact stress. This is caused by allowable material stress is greater than the contact stress and equivalent von-Mises stress obtained through dynamic simulation. The stress on the gear is obtained through dynamic finite element method simulation, so it brings the dynamic coefficient. Error of dynamic coefficient obtained from dynamic simulations ranging between 0.12%-7.72%. The simulation can be said to be accurate because an error was under 10%.

Item Type: Thesis (Undergraduate)
Additional Information: RSM 621.833 Tah a
Uncontrolled Keywords: compound planetary gear set , internal gear hub, metode elemen hingga, simulasi dinamis
Subjects: T Technology > TA Engineering (General). Civil engineering (General) > TA347 Finite Element Method
Divisions: Faculty of Industrial Technology > Mechanical Engineering > (S1) Undergraduate Theses
Depositing User: Mohamad Noor Gema Tahmidhan
Date Deposited: 02 Feb 2018 01:44
Last Modified: 02 Feb 2018 01:44
URI: http://repository.its.ac.id/id/eprint/46491

Actions (login required)

View Item View Item