Gear Ratio Planetary Gear System

Untuk menghitung gear ratio / reduction ratio pada planetary gear system formula nya berbeda dengan cara menghitung gear ratio pada gear tanpa planetary.

Planetary gear system dibagi menjadi dua, yaitu:

1. Single stage planetary gear system
2. Double stage planetary gear system

Yang akan kita bahas sekarang adalah mencari reduction ratio untuk single stage planetary gear system. Perhatikan gambar disamping, gambar tersebut adalah gambar planetary gear system yang hanya menggunakan satu buah planet pinion penghubung antara sun gear dengan ring gear. Karena hanya menggunakan satu buah planet pinion maka disebut dengan single stage planetary gear system. Artinya putaran dari sun gear (input) menuju ke ring gear (output) hanya direduksi satu kali (single stage).

Formula untuk menghitung reduction ratio nya adalah:
(S x Ns) + (R x Nr) = (S + R) x Nc
Dimana:
S = Jumlah gigi Sun Gear
R = Jumlah gigi Ring Gear
Ns = Jumlah putaran Sun Gear
Nr = Jumlah putaran Ring Gear
Nc = Jumlah putaran Carrier

Untuk menentukan kemana arah putaran dan besarnya putaran output pada single stage planetary gear system dapat dilihat pada gambar berikut:

a. Apabila Carrier ditahan
Apabila Sun Gear sebagai input berputar kekanan, kemudian Cariier ditahan. Maka Ring Gear sebagai output akan berputar berlawanan (ke-kiri / negative) dengan jumlah putaran lebih kecil dari pada Sun Gear. Selain menggunakan formula diatas, hubungan antara kecepatan putaran Sun Gear terhadap kecepatan putaran Ring Gear nya dapat ditulis dengan persamaan berikut ini:
Sun Gear Speed : Ring Gear Speed = Ring Gear Teeth : Sun Gear Teeth , atau:
Ns : Nr = R : S


b. Apabila Ring Gear ditahan

Apabila Sun Gear sebagi input berputar kekanan, kemudian Ring Gear ditahan. Maka Carrier akan berputar searah sun gear dengan jumlah putaran lebih kecil dari Sun Gear.

Hubungan antara kecepatan putaran Sun Gear terhadap kecepatan putaran Planet Carrier dapat ditulis dengan persamaan berikut ini:
Sun Gear Speed : Carrier speed = (Ring gear teeth + Sun gear teeth) : Sun gear teeth, atau: Ns : Nc = (R + S) : S


c. Apabila Sun Gear ditahan
Sun Gear dapat ditahan jika kondisi Ring Gear dan Planet Carrier diijinkan untuk berputar. Pada kasus ini Ring Gear dan Planet Carrier akan berputar dengan arah yang sama dengan kecepatan putaran Ring Gear lebih tinggi dari pada kecepatan putaran Carrier.
Hubungan antara kecepatan putaran Ring Gear dengan kecepatan putaran Planet Carrier dapat ditulis dengan persamaan berikut ini:
Ring gear speed : Carrier speed = (Ring gear teeth + Sun gear teeth) : Ring gear teeth, atau : Nr : Nc = (R + S) : R

Apabila susunan planetary gear yang dipasang pada mesin hanya terdiri dari satu set planetary gear system seperti pada komponen final drive, maka formula a, b, atau c dapat digunakan. Tetapi apabila susunan planetary gear yang dipasang pada mesin terdiri dari beberapa planetary gear seperti pada torque flow transmission, maka sebaiknya menggunakan rumus dasar (S x Ns) + (R x Nr) = (S + R) x Nc. Silahkan dibuktikan dengan mencoba menghitung reduction ratio pada beberapa komponen mesin yang ada.