PERENCANAAN POROS TERHADAP BEBAN STATIS Elemen Mesin I- PERENCANAAN POROS TERHADAP BEBAN STATIS Shigley’s - Mechanical Engineering Design References: PTM ch 15 4th

M = momen lentur pada penampang kritis Elemen Mesin I- Tegangan-tegangan pada permukaan poros bulat yang padat yang terjadi karena pembebanan gabungan dari lenturan dan puntiran adalah 15-1 Dimana ; x = tegangan lentur xy = tegangan puntir d = diameter poros M = momen lentur pada penampang kritis T = momen puntir pada penampang kritis

Dengan lingkaran Mohr didapat bahwa tegangan geser maksimum adalah Dengan mengganti x dan xy dari persamaan (a) (a) (b)

Teori tegangan-geser-maksimum dari kegagalan statis mengatakan bahwa Ssy = Sy/2. dengan menggunakan faktor keamanan n, sekarang kita dapat menulis persamaan (b) sebagai Atau (c) 15-2

Berlaku jika tegangan-tegangan tidak bervariasi Pendekatan yang sama dengan menggunakan teori energi-distorsi menghasilkan Berlaku jika tegangan-tegangan tidak bervariasi (d)

PENDEKATAN HISTORIS Pada tahun 1927 Ameican Society of Mechanical Engineers telah memapankan suatu koda untuk perencanaan poros transmissi. Sekarang koda ini sudah bertahun-tahun tidak dipakai lagi, walaupun la mempunyai pengaruh historis yang lumayan. Koda ASME tersebut menetapkan suatu tegangan geser yang diizinkan sebagai harga terendah di antara dua harga berikut. (15-3)

Koda tersebut mengatakan bahwa tegangan-tegangan ini harus dikurangi 25% bila ada pemusatan tegangan, yang mungkin karena kelengkungan bahu atau alur pasak. Kalau kita ganti p atas max pada persamaan (b) dari pasal sebelumnya, kita mendapatkan. Dalam koda tersebut, momen lentur M dan momen puntir T dikalikan dengan kombinasi faktor-faktor kejutan dan lelah, masing-masing Cm dan Ct, tergantung pada keadaan pemakaian tertentu. Jadi: (a) (b)

Persamaan (b) sekarang dapat diselesaikan untuk mencari diameter poros HARGA Cm dan Ct yang disarankan terdapat pada tabel 15-1. (15-4)

Tabel 15-1 harga-harga faktor momen lentur Cm dan faktor momen puntir Ct

LENTURAN BOLAK-BALIK dan PUNTIRAN yang STEADY Setiap poros berputar yang dibebani dengan momen lentur dan puntir yang diam akan mengalami tegangan oleh tegangan lentur bolak-balik, karena perputaran poros, tetapi tegangan puntiran akan tetap steady. Dengan menggunakan notasi bawah a untuk tegangan bolak-balik dan notasi bawah m untuk tegangan rata-rata (mean stress), Persamaan (15-1) bisa dinyatakan sebagai (a)

Dengan menyatakan Se sebagai batas ketahanan dan n sebagai faktor keamanan, persamaan perencanaan adalah Dengan menggantikan a dari persamaan (a) dan menyelesaikan hasilnya untuk mendapatkan diameter, kita mendapatkan. (b) (15-5)

Elemen Mesin I- PENDEKATAN SODERBERG

Elemen Mesin I- Gambar l5-l (a) Elemen tegangan poros satu satuan kedalaman yang mempunyai tegangan geser yang steady xy, dan tegangan bolak-balik x, akibat putaran; (b) elemen dipotong pada sudut 