Electronic Theses and Dissertation

Roda gigi miring merupakan komponen penting dalam sistem transmisi daya yang berfungsi untuk
meneruskan putaran dari satu elemen mekanik ke elemen lainnya. Kegagalan pada roda gigi dapat
menyebabkan penurunan kinerja gearbox, peningkatan biaya perawatan, hingga menimbulkan risiko
keselamatan. Penelitian ini bertujuan untuk menganalisis tegangan dan regangan pada roda gigi miring
menggunakan metode elemen hingga (Finite Element Method/FEM). Simulasi dilakukan terhadap dua model,
yaitu roda gigi tanpa cacat dan roda gigi dengan cacat awal, guna mengidentifikasi area paling kritis yang
berpotensi mengalami kegagalan. Analisis dilakukan menggunakan perangkat lunak FEMAP dengan
memasukkan data geometri, properti material Carbon Steel AISI 1080, serta kondisi batas operasi. Hasil
simulasi pada model tanpa cacat menunjukkan tegangan maksimum sebesar 404,73 MPa, yang masih berada
di bawah batas kekuatan luluh material sebesar 585 MPa, sehingga aman untuk beroperasi. Namun, pada
model dengan cacat, nilai faktor intensitas tegangan (KI) melebihi ketangguhan retak material (KIC), yang
mengindikasikan potensi perambatan retak. Temuan ini diharapkan dapat menjadi acuan dalam peningkatan
ketahanan roda gigi melalui evaluasi desain, pemilihan material, dan proses manufaktur.

Helical gears are essential components in power transmission systems, responsible for transferring rotational motion between mechanical elements. Failure in these gears can lead to reduced gearbox performance, increased maintenance costs, and potential safety hazards. This study aims to analyze the stress and strain in helical gears using the Finite Element Method (FEM). Simulations were conducted on two gear models—one without defects and one with initial defects to identify the most critical areas susceptible to failure. The analysis was carried out using FEMAP software by inputting data related to gear geometry, material properties (Carbon Steel AISI 1080), and boundary conditions. The simulation results for the defectfree model showed a maximum stress of 404.73 MPa, which is below the material’s yield strength of 585 MPa, indicating that the gear is safe for operation. However, in the model with initial defects, the calculated stress intensity factor (KI) exceeded the fracture toughness (KIC) of the material, indicating a risk of crack propagation. These findings are expected to contribute to improving gear durability by informing better material selection, design evaluation, and manufacturing processes.