Transmisi daya adalah proses mentransmisikan gerak dari satu poros ke poros lainnya dengan menggunakan beberapa hubungan diantara mereka seperti belt (sabuk), tali, rantai, dan roda gigi. Untuk menghubungkan poros, utamanya ada dua jenis sambungan yang digunakan, satu fleksibel dan lainnya kaku. Pada jenis sambungan fleksibel, ada kecepatan relatif antara poros dan sambungan akibat slip dan regangan yang dihasilkan pada sambungan. Tapi pada sambungan kaku, tidak ada kecepatan relatif antara sambungan dan poros.

Sabuk, tali, dan rantai adalah sambungan fleksibel. Sedangkan roda gigi adalah sambungan kaku. Umumnya, sabuk, tali, dan penggerak rantai digunakan ketika jarak antar poros cukup besar, sedangkan roda gigi digunakan ketika jarak antara poros sangat kecil. Efisiensi penggerak roda gigi lebih besar dari sabuk, tali, dan penggerak rantai karena tidak adanya efek selip.

A. PENGGERAK BELT (SABUK)

Pada penggerak sabuk, kecepatan dua poros dapat divariasikan dengan variasi diameter puli di mana sabuk dipasang. Tetapi dalam penggerak rantai atau roda gigi, kecepatan dua poros divariasikan dengan variasi jumlah gigi pada sproket dan gear, masing-masing. Dimana sproket adalah sebutan umum untuk roda gigi yang diameternya lebih kecil, dan gear diameternya lebih besar.

Jika sabuk yang tidak teregang dipasang pada puli, permukaan luar sabuk akan mengalami tarikan dan permukaan dalam sabuk akan mengalami kompresi. Diantara bagian tersebut, ada bagian netral yang tidak mengalami tarikan atau kompresi. Biasanya, hal ini dianggap setengah dari ketebalan sabuk. Jari-jari rotasi efektif puli diperoleh dengan menambahkan setengah ketebalan sabuk ke jari-jari puli. Diagram skematik penggerak sabuk ditunjukkan pada Gambar 1.

Gambar 1. Penggerak sabuk

A.1. Jenis Penampang Melintang Sabuk
Gambar 2 menunjukkan sabuk datar dan sabuk-V. Pada penggerak sabuk datar, pelek puli sedikit dimahkotai oleh sesuatu yang membantu untuk menjaga agar sabuk tetap berjalan terpusat pada pelek puli sebagaimana yang ditunjukkan pada Gambar 2(a). Untuk penggerak sabuk-V, alur dibuat di tepi puli untuk tindakan wedging. Sabuk tidak menyentuh dasar alur seperti yang ditunjukkan pada gambar Gambar 2(b). Karena tindakan wedging, V-belt perlu sedikit penyesuaian dan mengirimkan lebih banyak daya, tanpa slip, dibandingkan dengan sabuk datar. Dalam beberapa sistem V-belt, lebih banyak lagi dari satu sabuk pada puli dapat digunakan untuk meningkatkan kapasitas transmisi daya.

Gambar 2. Jenis Penampang Melintang Sabuk, (a) Sabuk datar, (b) V-belt

A.2. Rasio Kecepatan

Rasio kecepatan adalah rasio kecepatan puli yang digerakkan dengan puli penggerak.
N1 adalah kecepatan rotasi puli penggerak
N2 adalah kecepatan putar puli yang digerakkan
D1 adalah diameter puli penggerak
D2 adalah diameter puli yang digerakkan
t adalah ketebalan sabuk

D1N1 = D2N2, di mana t sangat kecil dibandingkan dengan D, oleh karena itu dapat diabaikan.

A.3. Slip
Efek slip adalah penurunan kecepatan belt pada poros penggerak dan kemudian poros yang digerakkan.
ω1 adalah kecepatan sudut puli penggerak
ω2 adalah kecepatan sudut puli yang digerakkan
S1 adalah persentase slip antara puli penggerak dan sabuk
S2 adalah persentase slip antara puli yang digerakkan dan sabuk
S adalah persentase slip total.

Menjalar (Creep)
Ketika sabuk berpindah dari sisi kendur ke sisi kencang, bagian tertentu dari sabuk akan memanjang dan kembali berkontraksi ketika sabuk melewati sisi kencang ke sisi kendur. Karena fluktuasi panjang sabuk, ada gerakan relatif antara permukaan sabuk dan puli. Gerak relatif ini disebut creep. Mempertimbangkan adanya creep, rasio kecepatan dapat dinyatakan dengan,

dimana N1 dan N2 masing-masing adalah kecepatan puli penggerak dan puli yang digerakkan; D1 dan D2 adalah diameter puli penggerak dan diameter puli yang digerakkan; σ1 dan σ2 adalah tegangan pada sisi sabuk yang ketat dan kendur, dan E adalah modulus elastisitas bahan sabuk.

Contoh 1:

Kecepatan poros penggerak adalah 100 rpm dan kecepatan poros yang digerakkan adalah 150 rpm. Diameter puli penggerak adalah 500 mm, tentukan diameter puli yang digerakkan dalam konteks berikut:
(i) Jika ketebalan sabuk dapat diabaikan.
(ii) Jika ketebalan sabuk adalah 6 mm.
(iii) Jika slip total adalah 5% dengan mempertimbangkan ketebalan belt.
(iv) Jika slip adalah 2% pada setiap puli dengan mempertimbangkan ketebalan sabuk.

Penyelesaian:

B. PENGGERAK TALI

Penggerak tali sangat mirip dengan penggerak sabuk. Ini diklasifikasikan sebagai:
Tali serat
Tali kawat

Tali serat terbuat dari manila atau kapas. Tali kawat terbuat dari
kabel baja. Sejumlah kabel membuat simpul dan simpul membuat tali
seperti yang ditunjukkan pada Gambar 3. Setiap simpul dipelintir dengan simpul lainnya. Tali dapat memiliki tiga helai atau sembilan helai, dan setiap helai dapat memiliki 7–19 kabel, tergantung pada aplikasinya.

Gambar 3. Diagram skematis penggerak Tali

C. PENGGERAK RANTAI

Untuk mengatasi masalah slip pada penggerak sabuk atau penggerak tali, maka digunakanlah penggerak rantai. Diagram skematis penggerak rantai ditunjukkan pada Gambar 4. Rasio kecepatan dalam penggerak rantai tetap konstan. Tetapi, penggerak rantai lebih berat daripada penggerak sabuk dan ada peregangan bertahap pada kekuatannya. Pelumasan bagian rantai juga sangat diperlukan. Roda gigi tempat rantai dijalankan, sebagaimana puli di sabuk dikenal sebagai sproket yang memiliki gigi yang menonjol yang masuk ke dalam ceruk rantai.

Pitch: Jarak antara dua pusat roller berurutan adalah dikenal sebagai pitch, p
Pitch Circle: Lingkaran yang ditarik melalui pusat roller dari rantai yang dibungkus di sekitar sproket disebut lingkaran pitch.
T adalah jumlah gigi pada sproket
f adalah sudut yang dibatasi oleh tali penghubung di pusat
r adalah jari-jari lingkaran pitch

Gambar 4. Penggerak Rantai

D. PENGGERAK RODA GIGI

Roda gigi adalah perangkat transmisi daya kompak yang mengontrol kecepatan, torsi, dan arah putaran poros yang digerakkan. Roda gigi dapat diklasifikasikan menjadi lima kategori utama: spur, heliks, bevel, hypoid, dan cacing. Orientasi poros, efisiensi, dan kecepatan menentukan penerapan penggerak roda gigi. Roda gigi adalah piringan bergigi yang mentransmisikan daya dari satu poros ke poros lainnya dengan cara bertautannya antara roda gigi satu dengan roda gigi lainnya.

D.1 Terminologi Gear
Semua terminologi roda gigi yang penting ditunjukkan pada Gambar 5.

Titik Pitch: Titik kontak antara lingkaran pitch dari dua roda gigi dikenal sebagai titik pitch.
Lingkaran Pitch: Lingkaran yang melewati titik kontak dua roda gigi dikenal sebagai lingkaran pitch.
Diameter Pitch, D: Diameter lingkaran pitch dikenal sebagai diameter pitch

Nada Melingkar, Pc : : Jarak yang diukur sepanjang keliling lingkaran pitch dari titik pada satu gigi dari titik yang sesuai pada gigi yang berdekatan

Gambar 5. Nomenklatur Roda Gigi

Pitch Diametral, Pd: Ini adalah jumlah gigi per satuan panjang diameter lingkaran pitch.

Modul, m: Ini adalah rasio diameter pitch dengan jumlah gigi

Gear Ratio: Ini adalah rasio jumlah gigi pada gigi dan pinion.

Rasio Kecepatan: Ini adalah rasio kecepatan sudut roda gigi penggerak ke roda gigi yang digerakkan.

Di sini, subskrip 1 dan 2 digunakan untuk roda gigi penggerak dan roda gigi yang digerakkan.
Addendum Circle: lingkaran yang melewati ujung gigi.
Addendum: tinggi radial gigi di atas lingkaran pitch. Nilai standarnya adalah satu modul.
Lingkaran dedendum : Lingkaran yang melalui akar gigi.
Dedendum: kedalaman radial gigi di bawah lingkaran pitch. Nilai standarnya adalah 1,157 m.
Full Depth of Teeth: total kedalaman ruang gigi, yaitu, Full depth = addendum + Dedendum = (1 + 1,157) × Modul = 2,157 × Modul.
Kedalaman Kerja Gigi: Kedalaman maksimum di mana gigi menembus ke dalam ruang gigi atau dikenal sebagai kedalaman kerja gigi.
Space Width: Ini adalah lebar ruang antara dua gigi berurutan pada lingkaran pitch.
Tebal Gigi: Ini adalah ketebalan gigi yang diukur di sepanjang lingkaran nada

Referensi: Basic Mechanical Engineering, Pravin Kumar