SOALAN 1

a) Apakah maksud nisbah gear? Jika diberi halaju gear pemacu dan gear

penurut masing-masing adalah 200ppm dan 400ppm, cari nisbah sistem

gear tersebut dan terangkan nilai jawapan yang anda perolehi dari segi

bilangan pusingan dan arah putaran untuk setiap gear tersebut

Nisbah gear ditakrif sebagai nisbah antara laju gear penurut (gear

keluaran) terhadap gear pemacu (gear masukan). (2markah)

n=−ω2

ω1

=−d1

d2

=−t1t2

n=−ω2

ω1

n=−400200

n=−2 ppm

(2markah)

Nilai 2 menerangkan gear penurut berputar dua putaran lengkap

apabila gear pemacu membuat satu putaran lengkap.

(2markah)

Nilai negatif (-) menerangkan gear penurut berputar lawan arah putaran

gear pemacu.

(1markah)

a) Rajah 1 di bawah menunjukkan satu rangkaian gear mudah. Gear pemacu

mempunyai jumlah gigi 30 dan gear pengikut mempunyai gigi 40. Halaju

pusingan gear pemacu ω1 ialah 150 rad/s. Dapatkan

Rajah 1

i. nisbah gear.

Diberi, t1=30 t2=40 ω1=150 rad /s

Maka nisbah gear

n=−ω2

ω1

=−d1

d2

=−t1t2

n=−t1t 2 ( 1 markah )

n=−t1t 2

=3040

=0 .75 ( 1 markah )

ii. halaju pusingan gear pengikut ω2.

Dari formula nisbah gear;n=−

ω2

ω1

=−d1

d2

=−t1t2

Formula ini boleh diringkaskan;−ω2

ω1

=−t1t2

( 1 markah )

Maka;

ω2=−t1t2

×−ω1 ( 1 markah )

ω2=3040

×−150 ( 2 markah )

ω2=−112.5 rad / s ( 2 markah )

(arah berlawanan) ( 1 markah )

PengikutPemacu

a) Dua buah gear disusun mudah seperti Rajah 3 di bawah. Gear pemacu A

bergigi 60 memindahkan kuasa gear penurut B yang bergigi 24 dengan

berkelajuan 250 rpm dan berjejari 12 cm.

Rajah 3

Kirakan

i. halaju gear pemacu.

Diberi;

t A=60 t B=24 ωB=250 rpm r B=12cm

Dari formula nisbah gear;n=−

ωBωA

=−d AdB

=−t AtB ( 2 markah )

Maka;

ωA=tBt A

×−ωB ( 2 markah )

ωB=2460

×−250 ( 2 markah )

ωB=−100 rpm (arah berlawanan)

Maka halaju gear pemacu ωB=−100 rpm ( 2 markah )

ii. diameter bagi gear pemacu.

Di beri jejari pada gear penurut adalah 12 cm oleh itu diameter pada gear

penurut adalah 24 cm

n=−d Ad B

=−tAtB ( 2 markah )

d A24

=6024

d A=6024

×24=60cm ( 2 markah )

Gear BGear A

b) Rajah 2 di bawah menunjukkan pandangan sisi satu rangkaian gear majmuk A,

B, C & D. Daripada data yang diberi, dapatkan

Rajah 2

i. halaju pusingan gear B dan D.

Halaju pusingan gear B;

ωB=ωAt AtB

=800×4560

=600 ppm ( 1 markah )

Halaju pusingan gear C;

Gear B dan gear C disambungkan secara rangkaian gear majmuk. Bagi

gear majmuk, halaju pusingan bagi kedua-dua gear adalah sama kerana

ciri-ciri gear majmuk adalah berputar pada satu syaf yang sama dengan

halaju pusingan yang sama. Maka ωC=ωB=600 ppm

( 1 markah )

Halaju pusingan gear D

ωD=ωCtCtD

=600×4080

=300 ppm ( 1 markah )

ii. nisbah halaju pusingan gear D terhadap gear A.

ωDωA

=tAtB

×tCtD ( 2 markah )

=4560

×4080

=0 .375 ( 1 markah )

Gear C

ωC=?t A=40

Gear D

ωD=?tD=80

Gear B

ωB=?tB=60

Gear A ωA=800 ppmt A=45

b) Apakah yang dimaksudkan dengan gear majmuk?. Lukiskan contoh gear

majmuk tersebut.

Gear majmuk terdiri daripada dua gear yang dipasang secara tegar pada

syaf yang sama dan berputar dalam arah dan halaju pusingan yang sama.

( 2 markah )

( 4 markah )

C

B

A

Penurut

Pemacu

6

21

43

5 +5

+3

2-

4-

6-

+1

Syaf

c) Daripada data yang diberi, kirakan bilangan gigi gear D.

Rajah 4

Halaju pusingan gear B;

ωB=ωAt AtB

=600×2040

=300 ppm ( 2 markah )

Halaju pusingan gear C;

– Gear B dan gear C disambungkan secara rangkaian gear majmuk.

Bagi gear majmuk, halaju pusingan bagi kedua-dua gear adalah sama

kerana ciri-ciri gear majmuk adalah berputar pada satu syaf yang

sama dengan halaju pusingan yang sama.

– Maka ωC=ωB=300 ppm ( 2 markah )

Halaju pusingan gear D=300 ppm, maka bilangan gigi gear D

tD=tCωCωD

=30×300450

=20 ( 1 markah )

Gear C

ωC=?tC=30

Gear D ωD=450 ppmtD=?

Gear B

ωB=?tB=40

Gear A

ωA=600 ppmt A=20

Dalam satu rangkaian gear mudah, pemacu mempunyai jumlah gigi pemacu

sebanyak 40. Diberi halaju pusingan gear pemacu ialah 200 rad/s dan halaju

gear penurut 100 rad/s. Dapatkan;-

i. Nisbah gear, n

n=−ω2

ω1

=−d1

d2

=−t 1t 2

(2markah)

n=−ω2

ω1

n=−100200

(2markah)

n=−0 .5 (2markah)

ii. Bilangan gigi gear penurut

n=−ω2

ω1

=−d1

d2

=−t1t2

(2markah)

n=−t1t 2

−0 .5=−40t2

(2markah)

t2=400 .5

t2=80

(2markah)

Rajah 2.0

c) Dua buah gear disusun mudah seperti Rajah 2.0 diatas. Gear pemacu A

bergigi 18 memindahkan kuasa gear penurut B yang bergigi 36 dengan

berkelajuan 400 rpm dan berjejari 14 cm. Kirakan halaju gear pemacu ?

n=−

ωBωA

=−d AdB

=−t AtB

(1markah)

−ωBωA

=−t1t2

(1markah)

t2t1

=ωAωB

(1markah)

ωA=t 2t 1ωB

(1markah)

ωA=3618x 400

(1markah)

Gear AGear B

ωA=800 rad/s

(2markah)

Rajah 1.0 menunjukkan satu rangkaian gear majmuk. Diberi halaju pusingan sudut

untuk gear pemacu (ω1 = 200 rad/s), jumlah gigi gear pemacu ialah 60, gigi

gear 2 ialah 30, gigi gear 3 ialah 70, gigi gear 4 ialah 20, gigi gear 5 ialah 80

dan gigi gear 6 ialah 40.

Rajah 1.0: Rangkaian Gear Majmuk

i) Nyatakan ciri-ciri gear majmuk

Gear majmuk terdiri daripada dua gear yang dipasang secara tegar

pada syaf yang sama dan berputar dalam arah dan halaju pusingan

yang sama.

(2markah)

ii) Nisbah gear di setiap titik sentuhan A, B dan C?

PenurutSyaf

Pemacu

Syaf

+5

+3

2-

4-

6-

+1

C

B

A

Penurut

Pemacu

ω1=200 rad /st1=60

t2=30t3=70

t4=20t5=80 t6=40

Nisbah gear pada titik sentuhan A;n A=

t1t2

=6030

=2

. (2markah)

Nisbah gear pada titik sentuhan B;nB=

t3t4

=7020

=3 . 5

(2markah)

Nisbah gear pada titik sentuhan C;nc=

t5t6

=8040

=2

(2markah)

ii) Halaju sudut untuk gear penurut dan nyatakan arah pergerakkannya

ω6

ω1

=t1t2

×t3t4

×t5t6

Halaju sudut gear penurut telah diberi ω1=200 rad /s , maka

ω6=t1t2

×t3t4

×t5t6

×ω1

(2markah)

ω6=nA×nB×nC×ω1

(2markah)

ω6=2×3 . 5×2×200

(2markah)

ω6=−2800 rad /s (arah berlawanan) (2markah)

iv) Tentukan yang manakah merupakan gabungan gear majmuk.

Gear 2-3 & Gear 4-5 (2markah)