Dalam bidang gearbox, sudut sadap merupakan parameter penting yang memengaruhi kinerja, efisiensi, dan aplikasi gearbox. Memahami sudut sadap sangat penting bagi teknisi dan teknisi yang bekerja dengan berbagai jenis gearbox, mulai dari gearbox taji sederhana hingga desain heliks dan tulang herring yang lebih rumit.
Artikel ini membahas konsep sudut ulir, mengeksplorasi definisinya, rumus perhitungannya, dan hubungannya dengan sudut heliks. Kita juga akan meneliti berbagai jenis gearbox berdasarkan sudut ulirnya, termasuk gearbox lurus dengan sudut ulir nol, gearbox heliks dengan sudut ulir bukan nol, dan perbedaan antara gearbox heliks kanan dan kiri, serta gearbox heliks ganda atau herringbone.
Apa itu Lead Angle
Sudut ulir (juga disebut sudut kemiringan dalam notasi buku teks lama), dilambangkan sebagai Ψ (psi), adalah sudut antara garis aksi gaya gigi gearbox dan bidang yang tegak lurus terhadap sumbu gearbox. Dengan kata lain, sudut ulir adalah sudut yang dibentuk oleh gigi gearbox heliks dengan sumbu gearbox. Sudut ulir diukur pada bidang yang mencakup sumbu gearbox dan sebuah titik pada lingkaran pitch.
Sudut ulir merupakan hasil dari sudut heliks, yaitu sudut antara heliks (gigi) dan sumbu gearbox. Sudut heliks dilambangkan sebagai β (beta). Sudut ulir dan sudut heliks saling terkait, dan hubungan keduanya bergantung pada diameter ulir gearbox.
Rumus untuk Menghitung Sudut Lead
Rumus sudut lead menghubungkan sudut lead dengan sudut helix dan sudut tekanan normal:
tan(Ψ) = tan(β) × cos(α)
Dimana:
- Ψ adalah sudut kemiringan
- β adalah sudut heliks
- α adalah sudut tekanan normal (biasanya 20° atau 25°)
Untuk menemukan sudut sadap, Anda perlu mengetahui sudut heliks dan sudut tekanan normal. Sudut heliks ditentukan oleh desain gearbox dan dapat dihitung menggunakan diameter pitch dan sadap gearbox (pitch aksial).
Hubungan Antara Sudut Lead dan Sudut Helix
Sudut sadap dan sudut heliks saling terkait, tetapi keduanya tidak sama. Sudut heliks adalah sudut antara jejak gigi dan bidang yang tegak lurus terhadap sumbu gearbox, sedangkan sudut sadap adalah sudut antara garis kerja dan bidang yang tegak lurus terhadap sumbu gearbox.
Hubungan antara sudut sadap dan sudut heliks diberikan oleh:
tan(Ψ) = tan(β) × cos(α)
Ini berarti bahwa untuk sudut heliks tertentu, sudut ujung akan lebih kecil daripada sudut heliks. Perbedaan antara kedua sudut bergantung pada sudut tekanan normal.
Jenis Gearbox Berdasarkan Sudut Arahnya
Gearbox Pacu (Sudut Depan Nol)
Gearbox taji memiliki gigi yang sejajar dengan sumbu gearbox, sehingga menghasilkan sudut awal nol. Gearbox ini merupakan jenis gearbox yang paling sederhana dan digunakan untuk mentransmisikan daya antara poros paralel. Gearbox taji tidak memiliki komponen beban aksial, yang berarti gearbox ini hanya mentransmisikan beban radial.
Gearbox Heliks (Sudut Depan Bukan Nol)
Gearbox heliks memiliki gigi yang condong ke sumbu gearbox, sehingga menghasilkan sudut maju yang tidak nol. Gigi-gigi tersebut membentuk heliks di sekeliling lingkar gearbox.
Gearbox Heliks Kanan dan Kiri
Gearbox heliks dapat diklasifikasikan sebagai gearbox kanan atau gearbox kiri berdasarkan arah heliksnya. Gearbox heliks kanan memiliki gigi yang berputar searah jarum jam jika dilihat dari depan, sedangkan gearbox heliks kiri memiliki gigi yang berputar berlawanan arah jarum jam.
Kemiringan gearbox menentukan arah beban aksial. Gearbox heliks kanan menghasilkan beban aksial searah sumbu gearbox, sedangkan gearbox heliks kiri menghasilkan beban aksial yang berlawanan dengan arah sumbu gearbox.
Gearbox Heliks Ganda (Gearbox Herringbone)
Gearbox heliks ganda, yang juga dikenal sebagai gearbox herringbone, memiliki dua set gigi heliks yang dicerminkan di sekitar bidang tengah gearbox. Satu set gigi mengarah ke kanan, sementara yang lain mengarah ke kiri. Sudut heliks yang berlawanan membatalkan beban aksial, sehingga menghasilkan gearbox yang dapat menyalurkan torsi lebih tinggi tanpa menghasilkan beban dorong.
Gearbox Cacing (Sudut Depan dan Pengunci Otomatis)
Gearbox cacing pada dasarnya adalah gearbox heliks dengan sudut heliks yang sangat tinggi sehingga satu atau lebih gigi melilit poros secara terus menerus sebagai ulir. Karena salah satu komponennya berupa sekrup, sudut ulir secara unik menentukan apakah penggerak dapat diputar balik.
Ulir industri biasanya menggunakan sudut ulir standar antara 2° dan 25°, yang dibatasi oleh pertimbangan praktis manufaktur. Penguncian otomatis terjadi ketika sudut ulir berada pada atau di bawah arctan(μ) — untuk ulir baja pada roda perunggu (μ statis ≈ 0.145), ambang batas tersebut berada di sekitar 5°–6°.
Di bawah nilai ini, output tidak dapat menggerakkan input, itulah sebabnya reduktor cacing (termasuk gearbox cacing seri NMRV) ditentukan untuk kerekan, dongkrak ulir, dan operator gerbang yang harus menahan beban tanpa rem. Komprominya: sudut ulir yang rendah dapat menurunkan efisiensi di bawah 50%, sedangkan sudut ulir di atas 10° mencapai 90%+ tetapi kehilangan kemampuan penguncian otomatis.
