Gear System in Mechanical Tools and Robotic

Pendahuluan
Gear adalah salah satu komponen mekanik yang sangat penting. Gear tidak hanya sebuah benda berputar yang banyak kita lihat, seperti pada mesin-mesin mobil ataupun dari sistem transmisinya. Gear berfungsi menyalurkan gaya rotasi atau putaran ke gear ataupun ke komponen lainnya. Sistem gear berbeda dengan sistem katrol dimana pada sistem katrol dapat terjadi fenomena slip. Dalam sistem gear, slip tersbut tidak akan terjadi karena adanya gigi-gigi yang melingkar sepanjang roda gear tersebut. Tergantung dari bagaimana bentuk kontstruksi dan arah putar roda gear tersebut, akan dapat memindahkan atau menyalurkan gaya yang menghasilkan pebedaan kecepatan, torsi, ataupun perbedaan besar gaya yang berasal langsung dari sumber tenaga. Perbedaan-perbedaan inilah yang kemudian diterapkan dan dimanfaatkan keefisiensiannya dalam berbagai alat bantu mekanik.

Fungsi Gear Secara Umum
Bentuk dan ukuran gear sangat beragam. Begitu juga dengan mata gigi yang ada diroda gigi tersebut, memiliki berbagai ukuran dan bentuk. Beragam ukuran dan bentuk tersebut dibuat berdasarkan fungsional suatu alat mekanik yang akan digunakan. Namun fungsi gear secara umum yaitu :
1. Mendapatkan variasi kecepatan putaran sesuai dengan yang kita butuhkan.
2. Memindahkan arah putaran kearah poros yang berbeda.
3. Meningkatkan efisiensi mesin.
4. Mengurangi kekuatan yang gunakan pada sistem pengerjaan manual.

Jenis-jenis Gear
Ada beberapa jenis roda gear yang sering terlihat atau sering dipakai dalam peeralatan mekanik. Berikut adalah beberapa contoh roda gear tersebut.
1. Spur gears
2. Eksternal, internal gears
3. Helical gears
4. Double helical gears
5. Worm gear
6. Hypoid gears
7. Bevel gears
8. Crown gear
9. Rack and pinion
10. Sun and planet gear

Klasifikasi Gear
1. Berdasarkan posisi poros
a. Parallel
b. Intersecting
c. Non-paralel dan non-intersecting

2. Berdasarkan tingkat kecepatan yang dihasilkan
a. Kecepatan tinggi
b. Kecepatan sedang
c. Kecepatan rendah

3. Berdasarkan tipenya
a. Eksternal gear
b. Internal gear
c. Rack dan pinion (tumpuan dan pinggiran)

4. Berdasarkan posisi gigi dipermukaan gear
a. Straight
b. Inclined
c. Curved

Karakteristik Gear
1. Spurs Gears
Spurs gera adalah gear yang biasa digunakan. Spurs gear mempunyai bentuk yang sederhana. Mata giginya berbentuk lurus dan posisinya paralel dengan poros pusat. Bentuk spurs yang sanat sederhana meyebabkan gear ini mempunyai efisiensi yang paling besar dibandingkan dengan tipe-tipe lain.

2. Helical Gears
Bentuk dari heical gear ini cukup unik karena bentuk mata gigi yang berada di sekitar roda gear memiliki sudut tertentu yang diatur sesuai dengan kebutuhan yang kita inginkan. Sudut kemiringan yang ada pada mata gear tersebut yang kemudian membentuk segen-segmen berbentuk helix. Bentuk sudut yang ada di mata gigi gear ini menyebabkan pergerakan nya lebih halus dari pada spurs gear. Selain itu frekuensi suara yang dihasilkan lebih rendah daripada spurs gear. Namun bentuknya yang cukup kompleks ini menyebabkan efisiensi nya lebih rendah dibandingkan dengan spurs gear.

3. Worm gear
Worm gear mempunyai bentuk yang hampir murip dengan sekrup. Worm gear sejenis dengan worm gear namun worm gear mempunyai sudut yang cukup besar bahkan mencapai sudut sembilan puluh derajat. Mata gigi yang ada di worm gear berbbeda dengan gear lain. Worm gear hanya memiliki mata gig tunggal. Mata gigi tunggal ini lah yang menyebabkan perbandingan rasio yang dimiliki worm gear paling besar.

4. Bevel Gears
5. Rack and Pinion
Gear dengan tipe seperti ini banyak digunakan untuk mempermudah pergerakan sistem suatu alat saja. Rack and pinion ini berupa sebuah gear spurs biasa yang berada pada sebuah mata gigi yang melintang biasa bukan berupa sebuah roda. Pada tempat CD atau DVD banyak ditemukan gear semacam ini.

Penerapan Gear Belt dan Pulley Pada Bidang Robotik

Pada bidang robotik sistem penggungaan gear maupun belt dan pulley jelas sangat dibutuhkan. Kombinasi dari ketiga komponen inilah yang dimanfaatkan untuk mendapatkan fungsi kerja dari roda ataupun alat gerak lainnya yang bekerja pada suatu robot. Kita dapat mengambil contoh pada sistem roda. Untuk mendapatkan robot yang dapat menanjak sudah pasti dibutuhkan torsi yang besar dari motor yang digunakan pada robot tersebut. Pebandingan gear pada kombinasi Gear dan belt dapat digunakan dalam kasus seperti ini. Begitu pula sebaliknya untuk menghasilkan kecepatan yang tinngi kita tinggal mengubah konfigurasi dari sistem gear dan belt maupun dengan sistem gearbox yang kita punya. Penggunaan gear belt dan pulley pada robotik kita bagi dua menjadi dua yaitu sistem gear dan belt dan sistem gearbox.

Belt and Gear System
Sistem seperti ini sudah banyak digunakan oleh beberapa tim robot yang telah mengikuti lomba robot nasional seperti KRI KRCI dan berbagai kompetisi robot lainya. Tim-tim dari beberapa universitas mempergunakan konsep seperti ini karena memiliki banyak keuntungan.
1. Pergerakan roda atau alat gerak apapun memiliki tingkat kepresisian yang tinggi karena belt dan gear ini merupakan buatan pabrik yang diproduksi oleh orang-orang yang sudah ahli dalam pembuatan geear semacam ini.
2. Hasil akan terlihat sangat bagus dan rapi.
3. Tidak menimbulkan bunyi seperti menggunakan gearbox.
4. Keefisiensian waktu, karena pada saat masa pemesanan kita dapat mengerjakan bagian lain dari robot yang sedang kita rancang.
Namun untuk dapat mendapatkan semua itu dibutuhkan biaya yang tidak sedikit, sehingga hal tersebut dapat menjadi kendaa tersendiri dalam membuat suatu robot.
Datasheet klik disini

Gearbox System
Robot yang menggunakan sistem gearbox pada alat geraknya juga sudah banyak digunakan. Dalam menggunakan gearbox ini kita dapat mendapatkannya ditoko-toko yang menjual berbagai macam motor-motor, dan biasanya di motor tersebut sudah terpasang gearbox yang memiliki spesifikasi tertentu. Kita juga bisa menggunakan alternatif lain dalam mendapatkan gearbox seperti dengan menggunakan gearbox pada mainan mobil-mobilan bekas yang sudah tidak terpakai lagi. Hal itu cukup membantu dalam menghemat pengeluaran produksi.
Di situs-situs online yang ada sekarang juga sudah banyak yang menjual gerabox-gearbox yang memiliki spesifikasi yang kita butuhkan. Berikut adalah beberapa datasheet yang ada www.digi-ware.com.
Adapun berbagai keuntungan yang kita dapat apabila kita menggunakan gearbox bekas yang masih bisa kita pakai :
1. Mudah didapat dan tidak menghabiskan waktu.
2. Sekalipun kita membelinya sudah pasti harganya dapat terjangkau dan bisa langsung pakai.
Namun ada beberapa kekurangan juga dalam mempergunakan gearbox mainan yaitu :
1. Kalau mainan itu hanya ada 1 kita tidak akan mempunayi back up atau cadangan dari gearbox tersebut.
2. Biasanya bahannya hanya terbuat dari plastik biasa sehingga kualitasnya tidak sebagus apabila kita pesan ke pabrik atau pembuat gearbox.