Sintesis Rangkaian Gigi Episiklik untuk Transmisi Otomatis Otomotif

Pada artikel ini, kita akan membahas sintesis rangkaian roda gigi epiklik untuk transmisi otomatis otomotif, aplikasinya, dan biayanya. Setelah selesai membaca, Anda mungkin ingin melakukan riset sendiri tentang teknologi ini. Berikut beberapa tautan untuk bacaan lebih lanjut tentang topik ini. Tautan tersebut juga mencakup aplikasi pada transmisi kendaraan hibrida. Mari kita lihat konsep dasar rangkaian roda gigi epiklik. Rangkaian ini sangat efisien dan merupakan alternatif yang menjanjikan untuk sistem roda gigi konvensional.

Sintesis rangkaian roda gigi epiklik untuk transmisi otomatis otomotif

Tujuan utama transmisi otomatis otomotif adalah untuk menjaga keseimbangan antara mesin dan roda penggerak. Struktur kinematik rangkaian roda gigi epiklik (EGT) diturunkan dari representasi graf dari rangkaian roda gigi ini. Proses sintesis didasarkan pada algoritma yang menghasilkan rangkaian roda gigi epiklik yang dapat diterima hingga sepuluh tautan. Algoritma ini memungkinkan perancang untuk mendesain rangkaian roda gigi otomatis yang memiliki kinerja lebih tinggi dan keseimbangan antara mesin dan roda penggerak yang lebih baik.
Dalam makalah ini, kami menyajikan teknik optimasi MATLAB untuk menentukan rasio gigi dari mekanisme transmisi epiklik. Kami juga menghitung jumlah gigi untuk semua roda gigi. Kemudian, kami memperkirakan rasio kecepatan keseluruhan dari EGT yang diperoleh. Selanjutnya, kami menganalisis kelayakan rangkaian roda gigi epiklik yang diusulkan untuk transmisi otomatis otomotif dengan membandingkan karakteristik strukturnya.
Diagram fungsional berikut menggambarkan rangkaian roda gigi epiklik enam tautan. Setiap tautan diwakili oleh grafik dwiwarna ganda. Angka-angka pada grafik mewakili tautan yang sesuai. Setiap tautan memiliki banyak sambungan. Hal ini memungkinkan pengguna untuk menghasilkan konfigurasi yang berbeda untuk setiap EGT. Angka-angka pada grafik yang berbeda memiliki arti yang berbeda, dan hal yang sama berlaku untuk gambar dwiwarna ganda.
Pada bab selanjutnya dari artikel ini, kita akan membahas sintesis rangkaian roda gigi epiklik untuk transmisi otomatis otomotif. SAE International adalah organisasi internasional yang terdiri dari para insinyur dan ahli teknik dengan kompetensi inti di bidang kedirgantaraan dan otomotif. Lembaga amal mereka, SAE Foundation, mendukung banyak program dan inisiatif. Ini termasuk Collegiate Design Series dan A World In Motion(r) serta penghargaan A World in Motion(r) dari SAE Foundation.

Aplikasi

Sistem roda gigi epiklik adalah jenis rangkaian roda gigi planet. Sistem ini dapat mencapai pengurangan kecepatan yang besar dalam ruang yang kecil. Pada mobil, rangkaian roda gigi epiklik sering digunakan untuk transmisi otomatis. Rangkaian roda gigi ini juga berguna pada alat pengangkat dan blok katrol. Sistem ini memiliki banyak aplikasi baik dalam bidang teknik mesin maupun teknik elektro. Sistem ini dapat digunakan untuk transmisi kecepatan tinggi dan membutuhkan ruang yang lebih sedikit daripada jenis rangkaian roda gigi lainnya.
Keunggulan dari rangkaian roda gigi epiklik meliputi struktur yang kompak, bobot yang ringan, dan kepadatan daya yang tinggi. Namun, rangkaian ini juga memiliki beberapa kekurangan. Kehilangan daya pada rangkaian roda gigi epiklik disebabkan oleh gesekan antara permukaan gigi, pengadukan oli pelumas, dan gesekan antara bantalan penopang poros dan sproket. Kehilangan daya ini disebut daya laten, dan penelitian sebelumnya telah menunjukkan bahwa kehilangan daya ini sangat besar.
Rangkaian roda gigi epiklik umumnya digunakan untuk transmisi kecepatan tinggi, tetapi juga memiliki ukuran yang kecil dan cocok untuk berbagai aplikasi. Rangkaian ini digunakan sebagai roda gigi diferensial pada mesin pemintal kecepatan tinggi, untuk menggerakkan kumparan, dan untuk pelepasan benang positif Roper pada mesin tenun. Selain itu, rangkaian ini mudah dibuat, menjadikannya pilihan yang sangat baik untuk berbagai lingkungan industri.
Contoh lain dari rangkaian roda gigi epiklik adalah rangkaian roda gigi planet. Rangkaian ini terdiri dari dua roda gigi dengan cincin di tengah dan roda gigi matahari di cincin luar. Setiap roda gigi dipasang sedemikian rupa sehingga pusatnya berputar mengelilingi cincin roda gigi lainnya. Roda gigi planet dan roda gigi matahari dirancang sedemikian rupa sehingga lingkaran pitch-nya tidak selip dan sinkron. Roda gigi planet memiliki titik pada lingkaran pitch yang menelusuri kurva epikikloid.
Sistem roda gigi ini juga menawarkan MTTR (Mean Time to Repair) yang lebih rendah dibandingkan jenis roda gigi planet lainnya. Kerugian utama dari rangkaian roda gigi ini adalah banyaknya bantalan yang dibutuhkan untuk beroperasi. Selain itu, roda gigi planet membutuhkan perawatan lebih intensif daripada roda gigi poros paralel. Hal ini membuat pemantauan dan perbaikannya lebih sulit. MTTR-nya juga lebih rendah dibandingkan roda gigi poros paralel. Roda gigi planet juga dapat sedikit melenceng dari sumbunya, menyebabkan ketidaksejajaran atau kehilangan efisiensinya.
Contoh lain dari rangkaian roda gigi epiklik adalah kotak roda gigi diferensial pada mobil. Roda gigi ini digunakan pada jam tangan, mesin bubut, dan kendaraan bermotor untuk mentransmisikan daya. Selain itu, roda gigi ini digunakan dalam banyak aplikasi lain, termasuk pada pesawat terbang. Roda gigi ini senyap dan tahan lama, menjadikannya pilihan yang sangat baik untuk banyak aplikasi. Roda gigi ini digunakan dalam transmisi, mesin tekstil, dan bahkan di bidang kedirgantaraan. Titik pitch adalah jalur antara dua gigi dalam satu set roda gigi. Pitch aksial suatu roda gigi dapat ditingkatkan dengan memperbesar lingkaran dasarnya.
Roda gigi epiklik juga dikenal sebagai roda gigi involut. Jumlah gigi pada setiap roda gigi menentukan kecepatan putarannya. Roda gigi matahari 24 gigi menghasilkan roda gigi planet N gigi dengan rasio 3/2. Roda gigi matahari 24 gigi sama dengan rasio roda gigi planet -3/2. Akibatnya, sistem roda gigi epiklik memberikan torsi tinggi untuk menggerakkan roda. Namun, rangkaian roda gigi ini tidak banyak digunakan pada kendaraan.

Biaya

Biaya pembuatan roda gigi epiklik lebih rendah jika dibuat dengan alat khusus dibandingkan dengan diproduksi menggunakan mesin penggilingan N/C biasa. Pembawa epiklik harus diproduksi dengan cara pengecoran dan dikerjakan menggunakan mesin khusus yang memiliki banyak mata pisau untuk memotong material secara bersamaan. Pendekatan ini banyak digunakan untuk aplikasi industri dan sangat bermanfaat di sektor otomotif. Manfaat dari transmisi roda gigi epiklik yang dibuat dengan baik sangat banyak.
Salah satu contohnya adalah susunan planet di mana planet-planet mengorbit matahari sambil berputar pada porosnya. Kecepatan yang dihasilkan dari setiap roda gigi bergantung pada jumlah gigi dan kecepatan pembawa. Roda gigi epiklik bisa rumit untuk menghitung kecepatan relatifnya, karena harus menentukan kecepatan relatif matahari dan planet. Matahari yang tetap tidak berada pada kecepatan nol RPM saat bersinggungan, sehingga kecepatan relatif harus dihitung.
Untuk menentukan transmisi daya jala, roda gigi epiklik harus dirancang agar mampu "mengambang". Jika beban tangensial terlalu rendah, maka pembagian beban akan berkurang. Roda gigi epiklik harus mampu memungkinkan "pengambangan". Roda gigi tersebut juga harus memungkinkan adanya beban tangensial dan kecepatan garis pitch. Semakin tinggi faktor-faktor ini, semakin efisien rangkaian roda gigi tersebut.
Rangkaian roda gigi epiklik terdiri dari dua atau lebih roda gigi lurus yang ditempatkan melingkar. Roda gigi ini disusun sedemikian rupa sehingga roda gigi planet berputar di dalam lingkaran pitch dari cincin roda gigi luar yang tetap. Kurva ini disebut hiposikloid. Rangkaian roda gigi epiklik dengan roda gigi planet yang terhubung dengan roda gigi matahari disebut rangkaian roda gigi planet. Roda gigi matahari tetap, sedangkan roda gigi planet digerakkan.
Rangkaian roda gigi epiklik mengandung beberapa jalinan. Setiap roda gigi memiliki jumlah jalinan yang berbeda, yang diterjemahkan menjadi RPM (putaran per menit). Roda gigi epiklik dapat meningkatkan frekuensi penerapan beban dengan menerjemahkan torsi masukan ke dalam jalinan. Rangkaian roda gigi epiklik terdiri dari 3 roda gigi, yaitu roda gigi matahari, roda gigi planet, dan roda gigi cincin. Roda gigi matahari adalah roda gigi tengah, sedangkan roda gigi planet mengorbit matahari. Roda gigi cincin memiliki beberapa gigi, yang meningkatkan kecepatan roda gigi.
Jenis roda gigi epiklik lainnya adalah gearbox planet. Gearbox ini memiliki banyak roda gigi yang berputar mengelilingi poros tengah. Desainnya yang ramping menjadikannya pilihan populer untuk aplikasi dengan ruang terbatas. Jenis gearbox ini digunakan dalam transmisi otomatis. Selain itu, gearbox ini juga digunakan untuk banyak aplikasi industri yang melibatkan motor listrik. Jenis gearbox yang Anda gunakan akan bergantung pada kecepatan dan torsi poros input dan output.

editor by CX 2023-11-21