Tegangan Geser pada Kepala Baut

Lihat gambar di atas, gaya aksial pada baut , selain menyebabkan tegangan tarik pada batang baut juga menyebabkan pula tegangan geser pada kepala baut . Jika gaya aksial yang bekerja pada baut adlah F [ N ] , tinggi kepala baut mempunyai ukuran h [mm] dan diameter baut d [ mm ] , tegangan geser pada 
kepala baut dapat dihitung dengan persamaan berikut :
Tegangan geser adalah : 

dan A = luas penampang yang tergeser yaitu : 

Luas bidang yang tergeser merupakan luas selimut silinder , dengan panjang 
berupa keliling silinder dan tingginya adalah h mm , maka luasnya adalah : 

o A = Luas penampang yang tergeser dalam satuan [mm2]
o d = Diameter baut dalam satuan [mm]
o h = Tinggi kepala baut dalam satuan [mm] 

Contoh 1.1:
Tentukan ukuran diameter terkecil dan tinggi ulir mur dan baut untuk membuat 
ulir ISO Metrik yang mempunyai ukuran dasar 10 dengan pitch = 1,5 mm 
Penyelesaian :
Diketahui ulir ISO Metric
- Diameter mayor MD = 10 mm
- Pitch = 1,5 mm
Ditanyakan 
- Ukuran ukuran ulir pada baut
- Ukuran ukuran ulir pada mur
Jawaban :
- Ukuran ukuran ulir pada baut :
Kedalaman ulir : 
d = 0,61. p 
d = 0,61 X 1,5 = 0,92 mm
Diameter minor atau terkecil baut
md = MD – 2.d = 10 – 2(0,92)
md = 10 – 1,82 = 8,18 mm
- Ukuran ukuran pada mur :
Tinggi ulir : h = 0,54 .p = 0,54 X 1,5 = 0,81 mm
Diameter terkecil atau minor mur : md = MD -2.h = 10 – 2(0,81) = 10 – 1,62
md = 8,38 mm 

Contoh 1.2:
Hitung diameter minor dari ulir Whitwort (BSW) ¾ in, jika kedalaman ulir = 0,64p.
Penyelesaian 
Diketahui ulir whitwort
- MD = ¾ In
- d = 0,64 p.
Ditanyakan :
Ukuran diameter minor 
Jawaban:
Lihat tabel, ulir whitwort yang mempunyai ukuran ¾ in mempunyai ulir 10 ulir tiap inchi . 
Maka p =1/10 in
Kedalamam ulir d = 0,64 X 1/10 = 0,064 in 
Diameter minor md = MD – 2.d = 0,75 – 2(0,064) = 0,75 – 0,128 = 0,622 inchi . 

Contoh 1.3:
Suatu bahan akan dibuat ulir UNC dengan diameter dasar 1 inchi. Tentukan 
ukuran diameter minor untuk ulir baut dan mur UNC tersebut .
Diketahui ulir UNC 
Diameter Mayor MD = 1 inchi = 25,4 mm 
Ditanyakan ukuran minor dari baut dan mur
Jawaban :
Lihat tabel, ulir UNC yang mempunyai ukuran 1 inchi mempunyai ulir 8 ulir tiap 
inchi atau n = 8 
Kisar ulir 
- P = 1/ 8 inchi = 25,4/8 [mm]
- Ukuran baut
- Dalamnya ulir 
- d = 0,61.p
- d = 0,61 X 1/8 [ inchi] = 0,076 inchi 
Diameter minor baut 
- md= MD – 2.d = 1 – 2 x 0,076 = 1 – 0,152 = 0,848 inchi 
Ukuran mur :
- Tinggi gigi 
- h = 0,54 p
- h = 0,54 x 1/8 = 0,067 inchi
Diameter minor mur
- md = MD – 2.h = 1 – 2 x 0,067 = 1 – 0,134 = 0,866 inchi .
- Jika ukuran di atas dalam satuan mm maka ukuran tersebut dikalikan dengan 25,4 .

Contoh 1.4:
Suatu baut digunakan untuk mengikat mata rantai dengan konstruksi seperti 
terlihat pada gambar. Bahan baut S 40 C dengan vaktor keamanan V=6. 
Tentukan ukuran diameter terkecil dari baut tersebut , jika beban tarik F = 20 KN 
. 

Penyelesaian :
Tegangan tarik untuk S 40 C , lihat tabel 
 t
 = 600 [ N / mm2]
Faktor keamanan f = 6
Beban tarik F = 20.000 [N]
Ditanyakan, ukuran ulir dalam 
Jawaban :

Ukuran baut standar yang digunakan dapat dilihat pada tabel-ulir :
o Jika menggunakan ulir UNC , ukuran yang mendekati dan aman untuk digunakan adalah ¾” – 10 UNC dengan ukuran : d1 = 16,299 mm d = 19,050 mm dan d2 = 17,399 mm
o Jika menggunakan ulir metris : ukuran yang mendekati adalah M 20 X 2,5 dengan ukuran : d1 = 20 – (1,082532X2,5)= 17,29 mm

Contoh 1.5:
Suatu penarik /peregang tali seperti terlihat pada gambar, mendapat beban F = 4000 N, bahan baut ST 40 C dengan faktor keamanan 6, Hitunglah ukuran diameter baut yang akan digunakannya . 

Jawaban :
Kekuatan / tegangan baut dapat dilihat pada tabel, yaitu untuk bahan ST 40 C, tegangan tariknya 
 t= 600 N/mm2
. 
Tegangan yang di izinkan : = 600/6 = 100 N/mm2
.

Jika kita menggunakan ulir metris maka ukuran yang mendekati adalah M 26 X3 dengan ukuran d1 = 23,10 mm .

Contoh 1.6:
Jika kepala baut pada contoh di atas menggunakan M16 yang mempunyai ukuran d = 16 mm dan tinggi kepala baut 0,7 d , hitung tegangan geser pada kepala baut tersebut. 
Penyelesaian :
Diketahui :
- Beban aksial pada kepala baut : F = 20.000 [N]
- Ukuran tinggi kepala baut h = 0,7 d
- Diameter baut d = 16 mm 

Rangkuman
 Suatu konstruksi mesin terdiri atas elemen elemen mesin yang dirakit dan disatukan satu sama lainnya dengan cara disambung dan tersusun menjadi suatu mesin yang utuh.
 Sambungan ulir pada elemen mesin berfungsi sebagai sambungan sementara yaitu sambungan yang dapat dibuka dan dipasang kembali tanpa merusak elemen mesin mesin itu sendiri atau alat penyambungnya.
 Sambungan ulir terdiri atas baut dan mur oleh kerena itu sambungan ulir disebut juga dengan sambungan mur baut.
 Macam macam ulir Ulir yang digunakan pada mur baut pada umumnya adalah ulir segitiga yaitu 
ulir yang mempunyai penampang dengan bentuk profil segitiga . Jenis ulir segitiga yang standar terdiri atas : 
o Ulir metris
o Ulir whitwort
o Ulir UNC dan UNF
o Ulir standar pabrik
 Macam-macam baut dan mur
o baut dengan kepala segi enam / hexagonal
o baut dengan washer
o baut U
o mur bertopi / Capped nut
o mur dengan flens
o mur pengunci