perencanaan rantai

7/21/2019 Perencanaan Rantai

1/44

BAB I

PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang Perencanaan

Sesuai dengan judulnya di depan, bahwa penulis disini akan menyajikan

suatu karya yang berupa tugas perencanaan Elemen mesin II, dimana tugas ini

adalah salah satu tugas perkuliahan yang diharuskan bagi Mahasiswa Jurusan

Teknik Mesin, Institut Teknologi Indonesia, Ini merupakan salah satu syarat yang

harus diselesaikan untuk mengikuti Tugas Akhir.

Tugas ini merupakan kelanjutan dari tugas sebelumnya yaitu erencanaan

Elemen Mesin I, demikian tugas yang disusun dengan judul SISTEM

PENGGERAK RODA GIGI DAN RANTAI UNTUK MOTOR KAWASAKI

NINJA merupakan karya penulis dengan tujuan untuk memenuhi kewajiban

tugas perkuliahan.

ada perencanaan tugas Elemen mesin ini penulis akan melakukan

perencanaan dengan kriteria tugas yaitu transmisi daya. !imana penulis

melakukan perencanaan ulang pemilihan rantai rol untuk mentransmisikan daya

dari transmisi primer "transmisi roda gigi lurus dari daya motor penggerak# ke

roda belakang. !imana penulis melakukan perhitungan terhadap objek yang

dibahas dengan memodi$ikasi keadaan standard, namun tanpa menghilangkan

konsep dasar dari pemilihan bahan dan asumsi % asumsi untuk mencari perhitugan

dari kontrol kemampuan yang baru. Asumsi & asumsi yang dicurahkan oleh

penulis untuk mendapatkan hasil yang optimal tidak terlepas dari prinsip kerja dan

literatur sebagai pedoman perencanaan.

!alam proses perencanaan, penulis mengandalkan material penyusun

elemen, dimana material yang dipilih harus memenuhi syarat dan kemampuan

yang baik, umur yang panjang dan harga yang ekonomis.

Sistem transmisi daya prinsipnya adalah menyalurkan daya dengan tujuan

meminimalkan daya yang hilang saat proses transmisi dilakukan, sehingga daya

'


2/44

output dapat digunakan sebesar mungkin untuk menghasilkan akselerasi atau

kerja yang optimal.

(bjek erencanaan Elemen mesin II ini yaitu pada sepeda motor

)awasaki ninja. *ntuk melakukan perencanaan ini dibutuhkan data & data

spesi$ikasi standard dari objek yang akan dibahas.

untuk menghasilkan per$ormance yang maksimal. Sedikit dijelaskan

mengenai )awasaki +nja.

1.!. T"#"an Perencanaan

Adapun dalam perencanaan tugas kali ini memiliki tujuan adalah sebagai

berikut

-agian transmisi penggerak roda belakang keadaan standard dari

sepeda motor )awasaki +inja dengan meningkatkan daya dan putaran

pada putaran /00.

Melakukan pemilihan rantai rol sesuai medan kerjanya yang e$ektip

dan e$isien.

Menilai ukuran utama

Mendapatkan gambar teknis

1.$. Bata%an Perencanaan

erencanaan terbatas pada elemen & elemen yang membangun sistem

penggerak roda belakang untuk sepeda motor )awasaki +inja. -atasan & batasan

perencanaan adalah meliputi pemilihan rantai rol. ada laporan tugas perencanaan

ini disertakan juga metode standarisasi, yaitu *ni$ikasi atau penggunaan Sistem

Internasional "SI# secara konsekuen, sehingga angka & angka dalam perhitungan

tidak perlu lagi dikon1ersikan.

1.&. S'%te(at'ka La)*ran Perencanaan

Memasuki bagian hal cara penyajian dari laporan tugas perencanaan yang

dilakukan memiliki bentuk sebagai berikut

2


3/44

-A- I E+!A3*4*A+

-erisikan mengenai latar belakang perencanaan, tujuan

perencanaan, batasan perencanaan dan sistematika laporan

perencanaan.

-A- II TE(5I & TE(5I E+!*)*+6

)lasi$ikasi elemen transmisi daya, transmisi sabuk &7, transmisi

sabuk gilir (timing belt), dan transmisi rantai. Teori dasar

perencanaan transmisi rantai rol sebagai penggerak roda belakang

sepeda motor.

-A- III E5E+8A+AA+ SISTEM E+66E5A) 5(!A -E4A)A+6

SEE!A M(T(5 )A9ASA)I +I+JA

ada bab ini berisi data kendaraan yang dibutuhkan dalam $low

chart perhitungan, perhitungan perencanaan poros, spline hub,

rantai rol, perencanaan Sproket dan pemilihan bantalan.

-A- I7 )ESIM*4A+ : SA5A+

-ab ini berisi kesimpulan perhitungan berupa dimensi dan analisa

gaya dan tegangan. -agian saran memberikan masukan keamanan

dan masukan perawatan.

;


4/44

BAB II

TEORI + TEORI PENDUKUNG

Jarak yang jauh antara dua buah poros sering tidak memungkinkan

transmisi langsung dengan roda gigi. !alam hal lain jika terdapat jarak yang

memisahkan kedua poros, maka cara transmisi putaran atau daya yang lain dapat

diterapkan, dimana sebuah rantai dibelitkan sekeliling puli atausproket"roda gigi#

pada poros. Sehingga dengan jarak yang memisahkan kedua puli atau poros, maka

daya atau putaran dapat ditransmisikan sesuai yang diinginkan.

!.1 ,ara Ker#a S'%te( Tran%('%' Penggerak R*-a Belakang Se)e-a M*t*r

5oda belakang dari sepeda motor akan bergerak sesuai dengan putaran

yang ditransmisikan oleh rantai rol. !aya rencana yang akan ditransmisikan ke

roda belakang. Sebelum daya dan putaran tersebut ditransmisikan ke roda

belakang, maka melalui kopling akan ditransmisikan ke roda gigi lurus(perseneling). !irencanakan posisi perseneling pada posisi empat "percepatan

posisi empat berada pada putaran tertinggi#. ada posisi tersebut, putaran n1 poros

transmisi akan hampir sama dengan putaran poros sprocket kecil. utaran n1

sprocket kecil akan ditransmisikan ke roda belakang "sprocket besar# melalui

rantai penggerak "rantai rol#, dimana putaran akan mengalami reduksi sebesar n2

akibat dari transmisi rantai rol ke roda belakang, sehingga sepeda motor bergerak

dengan putaran n2.

!.! Tran%('%' Ranta'

5antai transmisi daya yang tersusun dari mata rantai dengan bentuk

pengait rol & rol dan pengait gigi yang dirangkai dan terpasang pada sproket,

dimana perbandingan putarannya < ' dengan jarak hingga = meter.

Transmisi rantai bekerja dimana rantai mengait padasproketdan

=


5/44

meneruskan daya tanpa terjadi slip sehingga menjamin perbandingan putaran

yang tetap. 5antai transmisi daya biasa digunakan jika jarak poros lebih besar dari

jarak transmisi roda gigi tetapi lebih pendek dari jarak transmisi sabuk.

5antai sebagai transmisi daya dan putaran mempunyai keuntungan &

keuntungan seperti di bawah ini

'. Mampu mentransmisikan daya dan putaran yang besar.

2. Transmisi rantai lebih kuat

;. Tidak memerlukan tegangan awal

=. )eausan yang kecil pada bantalan

/. Mudah pemasangan

!i sisi lain transmisi rantai memiliki memiliki beberapa kekurangan

seperti di bawah ini

'. 7ariasi kecepatan yang ditimbulkan saat beroperasi tidak dapat

dihandari akibat lintasan busur padasproket yang mengait pada mata

rantai.

2. Suara dan getaran karena tumbukan dan dasar kakisproket.

;. erpanjangan rantai karena keausan pena dan bus yang diakibatkan

oleh gesekan dengansproket.

5antai dalam sistem transmisi mesin dapat dibagi atas dua jenis, yaitu

1. Rantai gigi

-agian & bagiannya terdiri dari plat & plat berpro$il roda gigi

dan pena yang disebut sambungan kunci. 5antai gigi merupakan elemen

penerus daya yang mengait pada sproket tanpaterjadinya slip dan

menjamin putaran roda yang tetap. 5antai gigi tersusun dari plat & plat

berpro$il seperti roda giginya dan pena berbentuk bulan sabit yang disebut

sambungan kunci.

/


6/44


7/44


8/44

maupun baja dengan paduan, seperti baja nikel krom "S+8#, baja nikel

krom molibden "S+8M#, baja krom "S8r# dan baja krom molibden

"S8M#.

2.3.2 Pemilihan Rantai Rol

!engan kemajuan teknologi akhir%akhir ini, kekuatan rantai

semakin meningkat. 5antai dengan rangkaian tunggal adalah yang paling

banyak digunakan. 5angkaian banyak, seperti dua atau lebih rangkaian

digunakan untuk transmisi beban berat.

Tata cara pemilihan rantai rol dapat dilihat menurut diagram pada

6ambar 2.;. !aya yang akan ditransmisikan "k9#, putaran poros

penggerak dan yang digerakkan "rpm# dan jarak sumbu poros kira%kira

"mm#, diberikan lebih dahulu. !aya yang akan ditransmisikan perlu

dikoreksi menurut mesin yang akan digerakkan dan penggerak mulanya,

dengan $aktor koreksi.

Tael !.1 2akt*r k*rek%' "nt"k -a3a 3ang akan

-'tran%('%'kan ranta' r*l (c)/0.

Jumlah

rangkaian

?aktor

2

;

=

/

'. Sudut kontak

antara rantai dan sproket kecil harus lebih besar dari '20o. Transmisi rantai


10/44

akan lebih halus dan kurang bunyinya jika dipakai rantai dengan jarak bagi

kecil dan jumlah gigi sproket yang banyak.

5angkaian banyak dipakai bila rangkaian tunggal tidak mempunyai

kapasitas cukup. erlu diperhatikan bahwa kapasitas rangkaian banyak

tidak sama dengan kelipatan kapasitas satu rangkaian. !ipandang dari segi

pembagian beban diantara rangkaian, pembebanan pada masing%masing

rangkaian akan semakin e$ektip bila jumlah rangkaian semakin kecil atau

lebih e$ekti1itas yang besar bila memakai satu rangkaian.

ada saat melakukan pemilihan sering kali nomor rantai tergantung

pada pemeriksaan diameter na$ sproket sehingga pemeriksaan diameter na$

sproket yang cukup besar, nomor rantai maupun jumlah rangkaian dapat

berubah sesuai dengan ruangan yang tersedia.

!iameter lingkaran jarak bagi dp danDp (mm), diameter luar dk

danDk(mm) untuk kedua sproket dapat dihitung dengan rumus berikut

!iameter lingkaran jarak bagi sproket kecil C


11/44

dB maks @


12/44

dimana

p jarak bagi rantai

z1 jumlah gigisproketkecil, dalam hal reduksi putaran.

n1 putaransproketkecil, dalam hal putaran reduksi putaran (rpm).

-eban yang bekerja pada rangkaian rantaiF (kg)dapat dihitung C


13/44

sistem penggerak roda belakang yang selanjutnya akan dibandingkan dengan

kontruksi standar.

BAB III

LANGKAH PEREN,ANAAN

$.1 Peng*la4an Data Perencanaan

4angkah & langkah pengumpulan data perencanaan digunakan diagram alir

4angkah kesatu data diambil dari spesi$ikasi kendaraan standar.

4angkah kedua data dari spesi$ikasi kendaraan standar untuk data

tambahan dilakukan pengukuran terhadap objek.

4angkah ketiga selanjutnya data & data dikumpulkan sebagai data yang

dibutuhkan dalam perencanaan dan data re$erensi sebagai

data pertimbangan dalam perhitungan.

4angkah keempat data perencanaan akhir yang digunakan dalam

perhitungan.

Ga(ar $.1. D'agra( )eng*la4an -ata )erencanaan.

';

!ATA & !ATA SESI?I)ASI

)E+!A5AA+ STA+!A5

!ATA % !ATA E5E+8A+AA+

FA+6 !I-*T*3)A+

!ATA & !ATA !I*)*5 !A5I (-JE) E5E+8A+AA+

5E?E5E+SI

E5E+8A+AA+

M(!I?I)ASI !ATA )E+!A5AA+ STA+!A5

!ATA E5E+8A+AA+ A)3I5 "SESI?I)ASI )(+T5*)SI FA+6 A)A+ !I5E+8A+A)A+#


14/44


15/44

$.$ S'%te( Tran%('%' P"taran )a-a Se)e-a M*t*r

Ga(ar $.&. Sket tran%('%' )"taran.

Pen#ela%an Sket Tran%('%' P"taran 6

'. !aya outputd '< $p"'',2 k## dan putaran maksimum no ./00 rpm

yang dikeluarkan mesin.

2. !aya dan putaran maksimum tersebut akan ditransmisikan melalui kopling

ke transmisi roda gigi lurus (perseneling). utaran yang ditransmisikan

kopling akan mengalami penurunan sebesar asumsi / H dari putaran

mesin. enurunan putaran ini yang ditransmisikan terjadi akibat kerja

kopling "elepasan dan penyambungan poros kopling>kopling tidak tetapG

!iasumsikan kopling / H# saat perseneling dilakukan pergantian ke

putaran tertinggi "pemindahan percepatan posisi empat#, sehingga putaran

berubah menjadi n1.

'/


16/44

;. utaran n1setelah melalui kopling akan ditransmisikan ke poros transmisi

roda gigi lurus untuk ditransmisikan ke sprocket kecil yang berada satu

poros dengan poros transmisi roda gigi.

=. )emudian sprocket kecil akan mentransmisikan putaran ke roda belakang

"sprocket besar# melalui rantai penggerak "rantai rol#. !imana putaran

akan mengalami reduksi sebesar n2. !engan posisi poros sejajar, maka

putaran yang ditransmisikan rantai akan sama. Jika perbandingan reduksi i

2,< diperoleh n2 n% ;.=@ rpm.

'


17/44

BAB I7

PEREN,ANAAN SISTEM PENGGERAK RODA BELAKANG

SEPEDA MOTOR KAWASAKI NINJA

ada bagian ini akan dibahas mengenai perhitungan kontruksi sistem

penggerak roda belakang sepeda motor kawasaki ninja. Adapun yang akan

dihitung yaitu mengenai dimensi dan analisa kekuatan pada elemen kontruksi

seperti poros depan dan belakang, sproket depan dan belakang, spline hub, rantai

rol, bantalan roda, bantalan na$ dan bushing. *ntuk baut dan seal hanya dilakukan

pemilihan saja, tidak dilakukan analisa kekuatannya.

&.1 Data + -ata Perencanaan

!iketahui data%data spesi$ikasi sepeda motor kawasaki ninja standard yang

dibutuhkan adalah sebagai berikut

- !aya motor maksimum standard 20,/ hp pada putaran '0/00 rpm

- !aya motor maksimum yang direncanakan '< hp

- utaran poros maksimum yang direncanakan no /00 rpm

- erbandingan reduksi i 2,mm

2: pa '',< +>mm2.

Aman : baik digunakan

d. 4omen p!ntir ang diiinkan pada poros (*iin 1)

*iin 1 Nmmd as

's8ing arm

diukurg '0 mm dan beban statis total #s 20 +.

4t 2 mmN#g/ s .

=

#"

Maka,

mmg#

4

s

t +

2=

'A020

/,2='0==

+

2',@ mm

K 220 mm

Maka lebar tiap tumpuan poros>lengan ayun>s8ing arm kiri

dan kanan92

'A0220 20 mm.

g. 4omen lent!r maksim!m (4t iin 2)C


26/44


27/44


28/44

)ecepatan rantai penggerak yang terjadi dengan putaran n2 ;.=@

rpmdapat diperoleh Cs

)ecepatan memenuhi syarat sehingga rantai rol yang

direncanakan baik dan aman.

4.4.,. -kuran Rantai Rol yang Direncanakan (p)

!iketahui panjang antar sumbu poros sproket depan dan

belakang diukur C /20 mm, maka jarak dalam jumlah satuan mata

rantai CpC


29/44

F-rol Nv

d'02


30/44

Material rantai dipilih baja nikel krom "S+8 2'#, perlakuan panas dengan

pendinginan minyak, kekerasannya 2;/ & ;='


31/44

?u F! rol

;000 + 20 +

Aman dan baik digunakan

Ga(ar &.: Ranta' r*l rencana /0.

&.0 Perencanaan S)r*ket

Sproket yang direncanakan adalah sproket depan>kecil sebagai penggerak

dan sproket belakang>besar yang digerakan.

4./.1 Perhitungan Dimeni Sproket

ada bagian ini akan di rencanakan dimensi sproket atau roda gigi

yang akan dihubungkan oleh rantai rol, yaitu sproket kecil "depan# dan

sproket besar "belakang#. ada perencanaan sproket ini akan menghitung

dimensi menurut data dan hasil perhitungan yang telah dilakukan pada

halaman sebelumnya.

!iketahui data & data hasil perhitungan sebagai berikut

utaran input yang diterima sproket kecil n1 0',/ rpm

utaran yang akan diterima sproket besar n2 ;=@ rpm

Jumlah gigi sproket kecil "depan#z1 ';

Jumlah gigi sproket besar "belakang#z2 ;/

;'


32/44

!iameter sproket kecil ds 1 '/ mm

!iameter sproket besar ds 2 '@ mm

!iameter jarak bagi sproket kecildp /; mm.

!iameter jarak bagi sproket besarDp '=',@ mm

!iameter na$ maksimum sproket kecil dB maks ;/ mm

!iameter na$ maksimum sproket besarDB maks =0 mm

-ahan kedua sproket adalah baja untuk kontruksi mesin "S;08#

)ekuatan lentur S;08 a 20 +>mm2 "20 & ;=0 +>mm2# dan

kekerasan '@ & 2// 3-"JIS 6 =/0'#.

Selanjutnya dimensi lain yang belum ditentukan adalah C


33/44

2',/ mm

b. "proket besar (d2)

d ' 020cos=;/

/@,/ mm

=. Tinggi kepala gigi ($k )

$k mmmk

',0 . =

= mm

dengan k $aktor tinggi kepala yang besarnya 0, & ',2.

/. Tinggi kaki ($)

$ mm1mk k+

dimana, k adalah kelonggaran puncak 0,2/ m '.

$ '=2,' +

=, mm


34/44

Ga(ar &.= D'(en%' %)r*ket -e)an 3ang -'rencanakan.

;=


35/44

Ga(ar &.> D'(en%' %)r*ket elakang 3ang -'rencanakan.

4./.2 8nalia $aya !an %egangan Sproket

ada analisa gaya roda gigi lurus ada tiga gaya yang terjadi saat

kontak dengan rantai rol, yaitu gaya tangensial (Ft), gaya radial (Fr)dan

gaya normal (Fn).

ada saat putaran diterima oleh poros sproket kecil n1 0',/

rpm, maka rantai rol akan mendistribusikan putaran yang menghubungkan

sproket kecil dan sproket besar, dimana mekanisme kerja dari rantai rol ini

akan mereduksi putaran menjadi n2 ;=@ rpm.

;/


36/44

Ga(ar &.?. Ga3a + ga3a 3ang eker#a )a-a r*-a g'g' /0.

'. Analisa gaya sproket kecil>depan C


37/44

0

20cos

/A;

'=;0 +

dengan U sudut tekanan kerja 200 C


38/44

ada bab ini berisi kesimpulan dan saran dari perencanaan kontruksi sistem

penggerak roda belakang sepeda motor )awasaki ninja. berikut ini data & data

yang digunakan dalam perencanaan

!aya maksimum rencana yang akan ditransmisikan,d '< hp "'2

k9#

utaran poros maksimum direncanakan no /00 rpm

erbandingan reduksi i 2,mm2#

d. Tegangan lentur poros sproket kecil

Tegangan lentur ijin 9 Tegangan lentur terjadi 9 Tegangan permukaan alur

+a S;/8%! 2/ +>mm29Pporos' 2;,; +>mm

2 9pa '',< +>mm2

;


39/44

e. Momen puntir yang akan diterima poros sproket kecil

Momen puntir ijin 9 Momen puntir yang terjadi*t iin ;;''@ +mm 9 *1 '/=2@ +mm

$. Momen lentur poros sproket kecil

Momen lentur ijin 9 Momen lentur yang terjadi

4t iin ' 2==b '000 +>mm2 "'0 % '0'0

+>mm2#

c. Tegangan lentur S//8%! >a mm2. Maka tegangan

lentur ijinnya >a /0 +>mm2

d. Tegangan lentur pada poros

Tegangan lentur ijin 9 Tegangan lentur yang terjadi.

Pb"C ;,;;= +>mm2 9 Pp 2 =',< +>mm2

e. Momen puntir poros belakang

Momen puntir ijin 9 Momen puntir yang terjadi

*iin2 0;= +mm 9 *2=0'0@ +mm

$. Momen lentur sproket besar

Momen lentur ijin 9 Momen lentur yang terjadi

4t iin 2 '0/0; +.mm N 4t 2 2='0=,/ +mm

,.1.2. Spline hu&

;


40/44

Spline hub atau keber$ungsi sebagai pengunci sproket pada poros

depan.

Tael :.$. D'(en%' %)l'ne 4".

'#. -ahan spilne hub baja karbon kontruksi mesin "S=/8#

2#. Tegangan tarik S=/8%! >b mm2 mm2 dan

kekerasannya '@ & 2// 3-

;#. Tegangan geser spline hub

Tegangan geser iBin 9 Tegangan geser pada permukaan

Pb S /0 +>mm2 9 k ' '',/ +>mm2

,.1.3. Sproket

Sproket yang direncanakan adalah sproket depan "penggerak# dan

belakang "pengikut#. !ari perhitungan diperoleh kesimpulan sebagai

berikut

'#. utaran input yang diterima sproket kecil nspr ' 0',/ rpm

2#. utaran yang diterima sproket besar nspr 2 ;=@ rpm

;#. Jumlah gigi sproket kecil>depanz1 ';

=#. Jumlah gigi sproket besar>belakangz2 ;/

/#. -ahan kedua sproket adalah baja untuk kontruksi mesin "S;08#

)ekuatan lentur S;08 >a 20 +>mm2dan kekerasan '@ &

2// 3-


41/44


42/44

/#. elumasan yang digunakan adalah pelumasan dengan cara tetes

minyak dengan SAE 20 atau SAE ;0 yang dianjurkan.


43/44

sering terjadi spin dan kemungkinan terpelanting karena gerakan motor

bisa liar, serta dapat menyebabkan umur transmisi skunder pendek

karena gesekan yang terlalu besar antar komponen akibat ketegangan

penyetelan.

c. biasakan menggunakan suku cadang asli dan hindari pemakaian suku

cadang palsu.

d. )enyamanan dan keselamatan nyawa lebih berharga daripada selisih

harga suku cadang asli dan palsu "relati$ harga tidak terlalu jauh#.

e. 3indari kondisi yang dapat menyebabkan kemungkinan berkurangnya

umur komponen "beban berlebihan, kerusakan jalan, kondisi basah,

dll.#

$. 3indari berbagai 1ariasi gerakan saat berkendara yang dapat

menimbulkan tumbukan secara tiba % tiba dan membahayakan nyawa.

D A 2 T A R P U S T A K A

'. )hurmi 5.S 6upta, J.).4a$ine Design, Third Edition. Eurasia ublishing

3ome 4td, 5am +agar, +ew !elhi, '2.

=;


44/44

2. +ieman 6, riambodo -ambang. ?lemen 4esin, Jilid I, Edisi )edua.

Erlangga, Jakarta, '2.

;. Sularso, Suga )iyokatsu.emili$an dan erenanaan ?lemen 4esin, 8etakan

)etujuh. radnya aramitha, Jakarta, ''.

perencanaan rantai

Documents