Memahami apa itu planetary gear unit

Planetary gear set

Pemahaman mengenai konstruksi dan cara kerja planetary gear set sangat diperlukan. Alasan utamanya karena banyak sekali komponen machine yang menggunakan satu atau bahkan gabungan planetary. Beberapa contoh komponen power train yang menggunakan planetary gear set antara lain torque divider, planetary transmission, differential steering, final drive, dan interaxle differential, .

Komponen ini dinamakan planetary gear set karena cara kerjanya menyerupai sistem tata surya. Untuk membantu mengingat rancangan planetary gear set, sun adalah pusat tata surya dengan planet berputar disekelilingnya. Planetary gear set menyediakan kombinasi penambahan kecepatan, pengurangan kecepatan, perubahan arah, netral atau direct drive. Gear set juga dapat menyediakan variasi kecepatan disetiap tingkatan operasi, dengan pengecualian netral dan direct drive.

KOMPONEN-KOMPONEN PLANETARY GEAR SET

Sun gear terletak ditengah poros dan merupakan gear terkecil dalam susunan. Rancangan sun gear dapat juga berupa spur atau helical gear.

Sun gear bertautan dengan planetary pinion gear. Planetary pinion gear adalah gear kecil yang disusun dalam kerangka yang disebut planetary carrier. Planetary carrier dapat dibuat dari bahan besi tuang, aluminium, atau pelat baja dan dirancang dengan sebuah shaft untuk masing-masing planetary pinion gear.  (Untuk selanjutnya, planetary pinion gear akan disebut planetary pinion). 

Planetary pinion dapat berputar pada shaft dengan menggunakan needle bearing. Jumlah planetary pinion pada sebuah carrier tergantung dari beban yang dipikul. Transmisi kendaraan otomatis harus mempunyai tiga planetary pinion dalam planetary carrier. Heavy duty highway trucks dapat mempunyai sebanyak lima planetary pinion dalam planetary carrier. Carrier dan pinion-nya disebut sebagai satu kesatuan unit gear.

Planetary pinion mengelilingi poros tengah sun gear dan disaat yang sama dilingkari oleh ring gear. Ring gear bertindak seperti pengikat yang menahan keseluruhan gear set dan memberikan kekuatan yang besar pada unit. 

Ring gear diletakkan pada jarak terjauh dari poros pusat dan karena itu berfungsi sebagai tuas terbesar pada poros pusat.

Sun gear memiliki jumlah gigi paling sedikit, kemudian ring gear dan planetary carrier memiliki jumlah gigi lebih banyak.

Dengan mengabaikan jumlah gear pada planetary carrier, kita dapat memperkirakan jumlah gigi pada planetary carrier dengan cara menambahkan jumlah gigi pada sun gear dengan jumlah gigi pada ring gear (annulus).

Contoh, bila sun gear mempunyai 24 gigi dan ring gear mempunyai 48 gigi, kemudian abaikan jumlah gear dalam planetary carrier, planetary carrier akan mewakili 72 gigi.

KEUNGGULAN DESAIN

Beberapa keuntungan planetary gear set adalah sebagai berikut:

  • Gear bertautan secara terus menerus. Sehingga kecil kemungkinan terjadi kerusakan pada gigi. Tidak ada pengasahan atau ketidak-sejajaran dan kekuatan gear dibagi rata.
  • Planetary gear set sangat ringkas
  • Kegunaan yang banyak. Tujuh kombinasi kecepatan dan arah dapat diperoleh dari planetary gear set tunggal.
  • Variasi kecepatan dan arah dapat ditambahkan melalui penggunaan planetary gear gabungan.

ISTILAH-GERAKAN PADA PLANETARY GEAR SET

Setiap komponen dalam planetary gear set, yaitu: Sun gear, pinion gear carrier, dan ring gear dapat dalam kondisi berputar atau ditahan diam. Perpindahan tenaga melalui planetary gear set hanya mungkin terjadi ketika satu atau dua komponen ditahan bersama.

Salah satu dari tiga componen, yaitu: Sun gear, carrier, atau ring gear dapat bertindak sebagai komponen penggerak atau komponen input. Apabila pada saat yang bersamaan komponen kedua ditahan/diam maka komponen ketiga menjadi komponen output./yang digerakkan

Lebih lanjut syarat agar planetary gear set dapat menghasilkan kerja atau output adalah :

  • Ada komponen yang bertindak sebagai input putaran, dan
  • Salah satu komponen ada yang ditahan

KONDISI WALKING & KONDISI IDLING:

Terdapat dua terminologi yang menjelaskan gerakan planet pinion saat berputar didalam planetary gear set assembly. Gerakan planet pinion ditentukan oleh komponen apa yang menjadi input dan yang ditahan sehingga secara langsung mengakibatkan perubahan torsi, speed atau arah putaran output. Kedua istilah ini adalah walking dan idling:

WALKING

Disebut walking apabila planet pinion berotasi dan berevolusi disaat yang sama. Planet pinion berotasi pada pinnya didalam planetary carrier. Disaat yang sama planet pinion berevolusi atau berjalan terhadap sun gear.

Driving member menyebabkan planet pinion berputar pada pinnya,

Arah putaran planet carrier sama dengan arah putaran driving member (sun/ring gear)

Contoh:Bila sun gear bertindak sebagai input dan ring gear merupakan komponen yang ditahan maka planet carrier menjadi komponen output dengan kenaikan torsi yang paling tinggi dan memiliki arah putaran yang sama dengan sun gear. Arah rotasi planet pinion berlawanan arah dengan arah rotasi sun gear.

            Bila sun gear menjadi komponen yang ditahan sedangkan ring menjadi komponen input maka planet carrier akan berputar dengan arah yang sama dengan ring gear dan mengalami kenaikan kecepatan. Arah rotasi planet pinion searah dengan arah rotasi ring gear.

IDLING:

Disebut kondisi idling pada saat planet pinion hanya berotasi pada pinnya didalam planetary carrier. Hal ini terjadi karena planetary carrier dalam dalam kondisi ditahan.

Arah putaran driven gear berlawanan dengan drive gear

Contoh:Bila sun gear sebagai input maka outputnya adalah ring gear. Ring berputar berlawanan arah dengan sun gear dengan kenaikan torsi.

            Bila ring gear sebagai input maka outputnya adalah sun gear. Sun gear berputar berlawanan arah dengan ring gear dengan kenaikan kecepatan

SUPERIOR DRIVING MEMBER

Superior driving member adalah istilah yang menjelaskan kondisi output berdasarkan kombinasi antara kecepatan putaran dan banyaknya jumlah gigi gerigi pada komponen planetary gear.

Komponen yang akan menjadi SDM adalah komponen dengan gigi gerigi yang paling banyak melewati titik tertentu dalam waktu yang ditentukan.

Contoh: Apabila sun gear (18 Teeth) dan ring gear (48 teeth) menjadi komponen input dan berputar dengan kecepatan yang sama, maka planetary carrier akan berputar mengikuti ring gear. Kondisi yang sama tetap berlaku pada saat arah putar sun gear dan ring gear berlawanan. Kecepatan sama, namun ring gear memiliki jumlah gigi gerigi yang lebih banyak.

Jika sun gear (18 teeth) berjalan dengan kecepatan 10 kali lebih cepat dari pada kecepatan ring gear (42 teeth) dan keduanya bertindak sebagai input, maka planetary carrier akan mengikuti sun gear karena pada saat ini gigi gerigi sun gear lebih banyak melewati satu titik dalam waktu yang ditentukan. Sun gear adalah SDM 

INTERNAL GEAR & EXTERNAL GEAR

Juga bermanfaat untuk mengingat dua maksud berikutnya dengan mengacu pada arah putaran gear:

Internal & External gear
  1. Bila external dan external gear tooth set bertautan, akan terjadi perubahan arah putaran output (Gambar A).
  2. Ketika gigi external gear bertautan dengan sebuah internal gear, putaran output kedua gear tersebut akan sama (Gambar B).

Sun gear dan planet pinion adalah komponen planetary gear set yang berjenis external gear, sedangkan ring gear berjenis internal gear.

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *

%d bloggers like this: