Electronic Theses and Dissertation

Roda gigi miring merupakan salah satu komponen utama dalam mesin yang dapat mengalami kegagalan, didesain sedemikian rupa dengan bahan yang mampu menahan beban yang kuat dan menerima putaran mesin yang cukup tinggi. Diproduksi menggunakan baja karbon tinggi. Setelah pemakaian selama 2 tahun, roda gigi tersebut mengalami patah pada bagian permukaan akibat pembebanan yang berlebihan dan kurang pelumasan. Penelitian ini bertujuan mengetahui penyebab kegagalan roda gigi miring dari off-road 4x4 dengan simulasi numerik. Pemodelan dengan menggunakan CAD dengan 2 jenis pemodelan, yaitu model tanpa cacat dan dengan cacat (retak) awal, lalu menggunakan Metode Elemen Hingga untuk mendapatkan nilai dan distribusi tegangan yang terjadi pada kedua jenis model roda gigi. Hasil simulasi tanpa cacat menunjukkan nilai faktor intensitas tegangan (KI) rata-rata 14,01 MPa.m1/2, sedangkan simulasi dengan cacat awal menunjukkan nilai faktor intensitas tegangan (KI) rata-rata 54,65 MPa.m1/2. Nilai faktor intensitas tegangan dengan cacat melewati nilai ketangguhan retak (KIC) material AISI 1080 yaitu 45,5 MPa.m1/2. Berdasarkan analisis tegangan yang dilakukan, dapat disimpulkan bahwa kegagalan roda gigi miring disebabkan oleh retak awal yang merambat sehingga menyebabkan terjadinya kegagalan.

Helical gear is one of the main components in the engine that can fail, designed in such a way that the material is able to withstand strong loads and receive high engine rotation. Manufactured using high carbon steel. After 2 years of use, the gear broke on the surface due to excessive loading and lack of lubrication. This study aims to determine the cause of the failure of helical gear of an off-road 4x4 by numerical simulation. Modelling using CAD with 2 types of modelling, namely models without defects and with initial defects (cracks), and then using the Finite Element Method to obtain the value and distribution of stresses that occur in both types of gear models. The simulation results without defects showed an average stress intensity factor value of 14,01 MPa.m1/2, while the simulation with initial defects showed an average stress intensity factor value of 54,65 MPa.m1/2. The stress analysis value with defects passes the fracture toughness value of AISI 1080 material which is 45,5 MPa.m1/2. Based on the stress analysis carried out, it can be concluded that the failure of helical gear is caused by the initial crack that propagates to cause failure.