buku ajar - ptm325 teori chasis dan pemindah daya

48
BUKU AJAR 2008 CHASIS DAN PEMINDAH DAYA JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK UNNES 2008

Upload: arif-sugiarto

Post on 05-Jul-2015

1.959 views

Category:

Documents


32 download

TRANSCRIPT

Page 1: Buku Ajar - PTM325 Teori Chasis Dan Pemindah Daya

BUKU AJAR 2008

LOGO UNNES

CHASIS DAN PEMINDAH DAYA

JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK

UNNES 2008

Page 2: Buku Ajar - PTM325 Teori Chasis Dan Pemindah Daya

BUKU AJAR 2008

LOGO UNNES

CHASIS DAN

PEMINDAH DAYA

Penulis SUPRAPTONO

SUWAHYO

Penyunting

…………………

JURUSAN TEKNIK MESIN

FAKULTAS TEKNIK UNNES

2008

Page 3: Buku Ajar - PTM325 Teori Chasis Dan Pemindah Daya

KATA PENGANTAR

Alhamdulillahirobbil’alamin, penyusunan buku ajar dengan topik Chasis dan Pemindah daya ini telah selesai. Penulisan buku ajar ini diharapkan dapat membantu pembelajaran otomotive tentang chasis dan pemindah daya. Chasis yang dalam hal ini, adalah merupakan bgian dari suatu mobil yang tertinggal apabila body mobil tersebut diangkat. Dengan demikian, yang dimaksud dengan chasis merupakan bangun peralatan yang berupa kelengkapan sebagai kenyamanan berkendara, dan juga merupakan unsur-unsur yang memberikan tempat kedudukan pengendara, pengarah lajunya kendaraan, penahan kejut dari berbagai arah, pengendali kecepatan, dan memperlambat laju jalannya berkendara, maupun pemberhenti saat diperlukan. Buku ini berisikan petunjuk praktis sebagai pengantar teori dasar menuju pengungkapan kemampuan praktek. Teori praktis yang berisikan dasar-dasar pengertian definisi suatu perlengkapan mobil beserta fungsi dan kegunaannya. Buku ini juga memuat teknik analisa daya dan uraian gaya yang yang terjadi saat mobil dalam suatu posisi tertentu. Namun demikian, untuk pengembangan pengetahuan otomotive perlu didukung dengan kajian berdasar literature lain dan pengalaman bidang praktek untuk menuju tingkat mahir.

Semarang, Juli 2008 Penyusun

Page 4: Buku Ajar - PTM325 Teori Chasis Dan Pemindah Daya

DAFTAR ISI HALAMAN SAMPUL HALAMAN FRANCIS KATA PENGANTAR DAFTAR ISI PETA KOMPETENSI BAB I PENDAHULUAN

A. Deskripsi B. Prasyarat C. Petunjuk Belajar D. Kompetensi dan Indikator

BAB II KEGIATAN BELAJAR 1 A. Kompetensi dan Indikator B. Uraian Materi C. Latihan D. Lembar kegiatan Mahasiswa E. Rangkuman F. Tes Formatif

BAB III Kegiatan Belajar 2 A. Kompetensi dan Indikator B. Uraian Materi C. Latihan D. Lembar Kegiatan Mahasiswa E. Rangkuman F. Tes Formatif

DAFTAR PUSTAKA KUNCI JAWABAN TES FORMATIF

Page 5: Buku Ajar - PTM325 Teori Chasis Dan Pemindah Daya

PETA KOMPETENSI

(disusun oleh panitya)

Page 6: Buku Ajar - PTM325 Teori Chasis Dan Pemindah Daya

BAB I PENDAHULUAN

A. Deskripsi

Mata Kuliah Chasis dan pemindah daya diberikan kepada mahasiswa agar

peserta kuliah dapat menguasai tentang dasar-dasar pengertian yang berkaitan

dengan chasis, body, dan sistem pemindah daya beserta fungsi dan

kegunaannya pada bidang otomotive, yang meliputi kopling (clutch), transmisi,

propeller dan garden beserta poros roda belakang, steering system sebagai

pengarah jalannya kendaraan, system rem sebagai memperlambat dan

memberhentikan lajunya kendaraan, dan sistem pemegasan sebagai penahan

kejut goncangan, yang menyebabkan kenyamanan berkendara, beserta analisis

uraian gaya yang terjadi pada chasis dan pemindah daya.

B. Prasyarat

Untuk mendukung pembelajaran yang berkaitan dengan uraian gaya dan daya

disarankan mahasiswa telah mempelajri ilmu pengetahuan yang mempelajari

ilmu mekanika, kinematika, dan dinamika. Hal ini untuk mempermudah dalam

penghayatan dan pengembangan kajian teoritis chasis dan pemindah daya.

Adapun dalam kemampuan praktis hendaknya didukung dengan kegiatan

praktek dan workshop dalam bidang chasis dan pemindah daya.

C. Petunjuk Belajar

Untuk mempelajari chasis dan pemindah daya disarankan membaca dan

mempelajari literature lain yang berkompeten dengan ilmu pengetahuan ini. Buku

Toyota Astra Step I dapat digunakan sebagai acuan dalam pengayaan materi.

Page 7: Buku Ajar - PTM325 Teori Chasis Dan Pemindah Daya

D. Kompetensi dan Indikator

Indikator/Bab/Topik/Pertemuan. No. Indikator Bab/Topik Materi Jml

Pertemuan 1 Dapat mengetahui

prinsip dasar cara kerja kopling sebagai pemindah daya

Kopling/clutch 1. Pengertian kopling

2. Fungsi dan guna kopling

3. Bagian-bagian kopling dan macamnya

4. Cara kerja kopling

2 X 50 menit X 2

2 Dapat membedakan prinsip kerja dari berbagai macam bentuk dan jenis transmisi beserta anlisa daya/gaya yang ada

Transmisi 1. Desain tarnsmisi 2. Macam transmisi

yang ada 3. Bagian-bagian

utama transmisi 4. Fungsi dan guna

transmisi 5. Analisagaya/daya

2 X 50 menit X 2

3 Analisis komponen perpindahan putaran dan daya dari mesin ke roda- roda

Propeller dan gardan

1. Pengenalan propeller dan gardan

2. Fungsi dan guna propeller dan gardan

3. Prinsip kerja defferensial carier berserta komponen roda giginya

4. Analisa daya dan gaya yang ada

2 X 50 menit X 2

4 Dapat menyebutkan system pengarah jalannya kendaraan

Sistem steering

1. Fungsi dan guna system steering

2. Desain dan komponennya

3. Prinsip kerja dan analisa gaya

2 X 50 menit X 2

5 Dapat menyebutkan kegunaan system pengereman

Sistem rem 1. Komponen rem 2. Macam jenis rem 3. Analisa gaya

2 X 50 menit X 2

Page 8: Buku Ajar - PTM325 Teori Chasis Dan Pemindah Daya

6 Dapat mengetahui macam komponen system pemegasan dengan teknik peredam kejut

Pemegasan 1. Macam goncangan yang terjadi

2. Komponen system pemegasan pada mobil

3. Sockabsorber 4. Macam-macam

pegas 5. Analisa gaya

2 X 50 menit X 2

12 Dapat menyebutkan macam-macam teknik analisa daya dan gaya

Uraian analisis daya dan gaya yang ada pa da komponen chasis dan pe mindah daya

1. Daya dan gaya 2. Macam gaya 3. Perhitungan dan

uraian gaya 4. Keselamatan

kerja

2 X 50 menit X 2

Page 9: Buku Ajar - PTM325 Teori Chasis Dan Pemindah Daya

BAB II KEGIATAN BELAJAR 1 A. Kompetensi dan Indikator Setelah mempelajari materi ini mahasiswa dapat mengetahui prinsip dasar cara

kerja tentang dasar-dasar pengertian yang berkaitan dengan chasis, body, dan

system pemindah daya beserta fungsi dan kegunaannya pada bidang otomotive,

yang meliputi kopling (clutch), transmisi, propeller dan garden beserta poros roda

belakang, steering system sebagai pengarah jalannya kendaraan, system rem

sebagai memperlambat dan memberhentikan lajunya kendaraan, dan system

pemegasan sebagai penahan kejut goncangan, yang menyebabkan kenyaman-

an berkendara, beserta analisa uraian gayanya.

B. Uraian Materi 1. KOPLING Kopling adalah bagian dari transmisi, dengan kopling motor dapat dihubungkan

kepada poros roda yang digerakkan atau hubungan motor dapat dilepaskan dari

poros roda yang digerakkan. Dengan demikian kopling atau biasa disebut juga

dengan clutch adalah berfungsi untuk melepas dan menghubungkan putaran dan

daya motor dari fly wheel/roda gaya/roda gila/roda gendeng ke bak transmisi.

Saat kopling bekerja berarti melepas/membebaskan putaran dan daya motor ke

bak transmisi. Artinya, dengan menekan injakan kopling maka antara putaran

dan daya motor pada fly wheel tidak berhubungan/terlepas dengan bak transmisi

(gearbox), demikian sebaliknya.

Kopling terletak antara motor sebagai pembangkit tenaga dan bak gigi transmisi.

Kopling dilayani dengan injakan kopling atau pedal kopling yang berada dalam

kabin. Secara garis besar, kopling terdiri dari dua bagian dengan salh satu

bagian dipasangkan pada poros engkol (fly wheel) dan bagian lain di pasangkan

pada poros utama dari bak transmisi. (input shaft). Kopling itu dipasang pada

Page 10: Buku Ajar - PTM325 Teori Chasis Dan Pemindah Daya

Gambar 1 Kopling

Page 11: Buku Ajar - PTM325 Teori Chasis Dan Pemindah Daya

mobil untuk membuat hubungan atau untuk melepas hubungan antara motor dan

poros roda yang digerakkan.

Fungsi kopling untuk menghaluskan adanya pemindahan daya dan gaya motor

melalui fly wheel menuju input shaft melalui plat penekan, dengan cara

menghilangkan hentakan yang terjadi pada dua benda yang bergesekan pada

suatu kecepatan tertentu. Kopling digunakan untuk tiga kemungkinan, yaitu: (1)

untuk saat mengganti gigi, (2) un tuk memungkinkan berjalan tenang waktu jalan

menurun, dan (3) untuk membiarkan motor berjalan/mesin tetap hidup, saat

kendaraan sedang berhenti. Bagian kopling yang dipasang pada poros engkol

motor dinamakan bagian yang menggerakkan, bagian ini terdiri roda gaya dan

plat penekan. Bagian yang ke dua yang dipasang pada poros utama dari bak gigi

transmisi dinamakan plat kopling (disck clutch). Pelat kopling dipasang sedemiki-

an rupa sehingga pelat tersebut dapat berputar bersama poros utama, akan

tetapi dapat pula bergesar bebas sepanjang poros utama tersebut sepanjang

rusuk-alurnya. Posisi pelat kopling, berada antara pelat penekan dengan per-

mukaan roda gaya. Pelat penekan dipasang pada roda gaya dalam tutup

kopling, dengan dilengkapi beberapa pegas penjepit pelat kopling, yang dapat

dikendalikan dengan menggunakan tuas pelepas, yang terhubung dengan pedal

kopling. Komponen kopling dapat dilihat pada gambar (1).

2. TRANSMISI Bak gigi transmisi adalah bagian dari perlengkapan pemindah daya, yang berisi-

kan rangkaian gigi transmisi dengan ikatan beberapa tingkatan. Biasanya terdiri

atas 4 tingkat gigi posisi maju dan satu tingkat posisi gigi mundur. Komposisi

rangkaian gigi transmisi memberi kemungkinan untuk menyesuaikan jumlah

putaran motor dengan laju kendaraan. Rangkaian ikatan gigi dapat diatur dengan

menggunakan tuas gigi (shift fork) yang terpasang pada floor (lantai) atau batang

kemudi. Apabila dua buah roda gigi transmisi berhubungan, kecepatan putar dari

pasangan roda gigi sebagai jumlah putaran berbanding terbalik dengan ukuran

garis tengahnya. Jadi perbandingan putaran dan daya yang ada merupakan

Page 12: Buku Ajar - PTM325 Teori Chasis Dan Pemindah Daya

perbandingan gigi kecepatan dari roda gigi yang menggerakkan terhadap jumlah

dan kecepatan dari roda gigi yang digerakkan. Macam hubungan rangakaian gigi

dapat dilihat pada gambar (2).

Gambar 2. Bak Transmisi

Keterangan:

1. Bak transmisi

2. Input shaft (dari motor)

3. Output shaft (ke propeller)

Macam-macam transmisi yang pernah dan digunakan adalah sliding mesh,

constand mesh, syinchromesh, dan transmisi otomatis/planetary gear. Fungsi

bak gigi transmisi sebagai pengatur tingkat laju kendaraan, dengan cara

mengkaitkan susunan rangkaian gigi sesuai dengan tingkat kecepatannya.

Gunanya untuk mengatur rangkaian gigi yang terkait dan mengatur posisi netral

saat mobil berhenti dalam kondisi mesin hidup.

Page 13: Buku Ajar - PTM325 Teori Chasis Dan Pemindah Daya

3. PROPELLER DAN GARDAN Berbagai macam posisi system penggerak terhadap mesin dan roda, yaitu (1)

mesin di depan penggerak roda belakang yang disebut front engine rear drive,

(2) mesin di depan penggerak roda depan yang disebut front engine front drive,

dan (3) system penggerak empat roda yang disebut four wheeldrive.

Tenaga yang dibangkitkan oleh motor harus dapat dipindahkan ke roda jalan.

Propeller digunakan sebagai penghubung putaran dan daya dari transmisi ke

roda-roda dengan posisi mesin di depan penggerak roda belakang. Untuk dapat

mengatasi dinamika kondisi jalan, maka pada propeller dilengkapi dengan satu

atau dua sambungan yang bersifat fleksibel yang di kenal cross joint dan kopling

geser (gambar 3).

Poros gardan atau disebut juga propeller, dihubungkan ke kopling universal yang

dikenal sebagai cross joint dengan menggunakan kopling geser, karena jarak

antara bak gigi transmisi dengan poros roda belakang, dapat berubah sedikit

dalam perjalanan yang disebabkan adanya kondisi jalan. Kopling geser berfungsi

untuk mengatasi dan menerima gerakan aksial, dan kopling universal berguna

untuk menerima fleksibilitas goncangan naik-turun dan geser kanan-kiri.

Ujung propeller menyiku terhadap poros gardan roda belakang, sehingga

diperlukan suatu alat untuk memindahkan tenaga dan putaran dari poros garden

ke poros roda belakang, dan alat tersebut merupakan suatu rangkaian roda gigi

yang berada dalam rumah diferensial (defferential carrier), yang disebut roda

gigi diferensial. Rangkaian yang demikian berada dalam housing (gardan).

Roda gigi pinion yang terdapat pada ujung propeller shaft menagkap sebuah

roda gigi cerona yang lebih besar dari pada roda gigi pinion tersebut, hal ini

dapat memungkinkan: (1) penggerakan menyiku yang dibutuhkan antara

propeller dan poros roda belakang, dan (2) pengurangan kecepatan (4 : 1),

artinya bahwa motor berputar empat kali lebih cepat dari pada roda jalan.

Page 14: Buku Ajar - PTM325 Teori Chasis Dan Pemindah Daya

Gambar 3. Propeller shaft dengan kopling geser dan cross joint

Keterangan:

1. Universal joint

2. Yoke

3. Cross joint

4. Propeller shaft

5. Slip joint

6. Poros

7. Bagan komponen

Page 15: Buku Ajar - PTM325 Teori Chasis Dan Pemindah Daya

Gambar 4. Berbagai posisi defferensial gear

Keterangan:

1. Posisi berjalan lurus

2. Posisi berbelok kekanan

3. Posisi berbelok kekiri

4. Roda kanan selip dan roda kiri tak bergerak

Page 16: Buku Ajar - PTM325 Teori Chasis Dan Pemindah Daya

5. Motor tidak bekerja, roda diangkat dari permukaan jalan, satu roda diputar

dengan satu tangan.

Hubungan roda gigi pinion terhadap roda gigi cerona dapat tepat pada

sumbunya, ataupun dengan posisi menggunakan roda gigi khusus yang dinama-

kan roda gigi hipoid, diperoleh kemungkinan untuk menurunkan posisi propeller,

sehingga ruang mobil menjadi lebih lebar, dengan lengkungan dalam komparti-

men mobil sebelah belakang dapat dibuat lebih rendah.

Diferensial merupakan suatu alat khusus yang diperlukan untuk mengimbangi

perbedaan kecepatan yang terjadi pada roda belakang apabila kendaraan

melalui suatu tikungan jalan. Fungsinye untuk membagi besaran gaya dan daya

antara roda kanan dan roda kiri, dan gunanya memberi fleksibilitas gerakan

poros belakang dalam membentuk putaran yang berbeda dari ke duanya. Posisi

hubungan roda gigi dalam diferensial dapat dilihat pada gambar (4).

4. SISTEM STEERING

Sistem kemudi berguna untuk mengarahkan jalannya kendaraan, dengan sistem

kemudi mobil bisa berbelok kekanan-kekiri. Saat berjalan lurus, semua poros

dari roda belakng dan roda depan sejajar satu sama lain. Namun saat kendaraan

berbelok, maka seluruh poros depan berputar pada bagian tengah poros. Posisi

kemudi tergantung dengan tata aturan berkendara pada suatu Negara, posisi

kanan maupun posisi kiri dengan senter pada poros belakang. Sudut-sudut

antara ke dua roda depan harus diatur sedemikian rupa, agar titik pusat dari

semua busur yang dibuat oleh ke empat roda terletak disuatu titik pada

perpanjangan poros belakang. Makin tajam belokan dibuat, makin dekat titik

putar tersebut pada kendaraan. Roda sebelah dalam membuat sudut yang lebih

besar dari pada roda sebelah luar, dan saat mobil berbelok roda depan tidak

tinggal sejajar (gambar 6).

Komponen kemudi merupakan bagian integral yang terdiri dari rumah kemudi,

yang terdapat transmisi gigi reduksi, dengan roda kemudi dalam satu putaran

akan membuat kuadran roda ulir bergerak satu gigi. Untuk transmisi gigi reduksi

terdapat bermacam konstruksi yang disesuaikan dengan kebutuhannya.

Page 17: Buku Ajar - PTM325 Teori Chasis Dan Pemindah Daya

Gambar 6. Sistem kemudi dengan posisi roda

Komponen yang lain berupa roda kemudi, poros kemudi, batang kisar, knukle

arm, sumbu kisar roda, sambungan peluru, dan sumbu kingpin.

Page 18: Buku Ajar - PTM325 Teori Chasis Dan Pemindah Daya

Inklinasi sumbu kisar roda atau disebut juga pena kisar, ialah miring ke dalam

dari sumbu kisar roda. Inklinasi berusaha untuk menahan roda lurus ke depan

atau stabilitas kemudi, dan membantu pengembalian roda pada posisi lurus ke

depan setelah posisi belok. Hal ini didukung oleh tata aturan sistem yang dikenal

dengan FWA (front wheel alighment), yang terdiri toe in-toe out, caster, cember,

dan kingpin inclination.

Pemahaman, inklinasi sumbu kisar roda atau inklinasi pena-pokok adalah miring

ke dalam dari sumbu kisar roda terhadap garis vertical. Sudut camber adalah

sudut kemiringan keluar (positif) atau miring ke dalam (negative) dari roda depan

terhadap garis vertical. Posisi serong ke dalam roda depan (toe in), ialah inklinasi

dari roda depan satu sama lain dipandang di sebelah muka. Serong ke luar (toe

out) ialah inklinasi dari roda depan satu sama lain di sebelah belakang waktu

sedang berbelok. Caster merupakan kemiringan roda depan posisi ke belakang

(positif) dari sumbu kisar roda sehingga sumbu itu memotong permukaan jalur di

muka bagian tengah roda.

5. SISTEM REM Rem gunanya untuk mengurangi kecepatan mobil atu untuk menghentikan mobil

yang sedang meluncur. Penggunaan rem harus nampak dari belakang yang

ditandai dengan adanya nyala lampu rem.Sistem rem terdiri atas (1) injakan rem,

(2) silinder rem utama yang disebut master cylinder, (3) pipa-pipa, (4) silinder

rem roda yang disebut slave cylinder, (5) teromol rem, (6) minyak rem sebagai

media, dan (7) kelengkapan lain berupa rem tangan.

Macam rem yang biasa digunakan adalah rem teromol, rem cakram, dan system

hidroulis yang berasaskan hokum pascal. Sistem rem yang dilayani secara

mekanis, meliputi hubungan antara pedal rem, tuas tangan, dan teromol. Mobil

yang dilengkapi dengan system rem hidrolik, rem tangan selalu dibuat menurut

system mekanis. Rem tangan dapat bekerja sekaligus pada ke dua roda

belakang dan tidak bergantung dari system hidrolik, akan tetapi menggunakan

sepatu rem yang sama.

Page 19: Buku Ajar - PTM325 Teori Chasis Dan Pemindah Daya

Gambar 7. Sistem Rem beserta komponennya

Page 20: Buku Ajar - PTM325 Teori Chasis Dan Pemindah Daya

Keterangan gambar:

1. Sistem rem hidrolik 2. Injakan rem 3. Engsel titik putar

4. Batang penghubung 5. Master silinder 6. Torak pendorong

7. Pipa jalur fluida/oli rem 8. Silinder rem roda 9. Aliran oli rem

10 Teromol rem/drum 11 Saat teromol bekerja

12 Minyak rem di bawah tekanan 13 Mekanik rem teromol

14. Silinder rem pada roda 15 Sepatu rem

16 Pipi sepatu rem 17 Engsel sepatu rem

18 Kanvas rem gesek 19 Pegas pembalik

20 Pelat belakang/backing plate

Dasar cara kerja dari rem teromol adalah dengan ke dua sepatunya dilapis

kanvas rem yang menekan teromol yang berputar sebagai tempat kedudukan

roda dan ban dipasang, sehingga menimbulkan friksi. Penekanan sepatu rem

akan kembali pada posisi semula dengan ditarik oleh adanya pegas penarik.

Konstruksi rem dapat dilihat pada gambar (7).

6. SISTEM PEMEGASAN Kendaraan memerlukan rangka untuk menunjang motor, berguna menempatkan

penumpang yang terdiri bodi mobil, roda dan ban, dan berbagai komponen lain.

Rangka ini disebut chasis sebagai tempat dipasang system transmisi, system

steer, system roda ban dan rem. Bodi dipasang di atas rangka dengan dibaud.

Chasis dibuat dengan konstruksi yang kuat, berguna harus mampu untuk meng-

angkut muatan, dan berfungsi untuk menempatkan instrumen dengan posisi

yang menunjang komponen lain, serta harus mampu menahan kejutan dan

getaran bila mobil sedang berjalan. Konstruksi bodi ada bermacam-macam,

bangun H, bentuk X, chasis floor, dan konstruksi monocoque body yang disebut

bodi integral. Kelembutan berkendara diperlukan rasa nyaman maka sistem

pemegasan berguna untuk mengatasi hal ini (getaran dan permukaan jalan).

Sistem pemegasan terdiri atas: (1) pegas daun, (2) pegas coil, (3) pegas torsi,

(4) hollow spring, dan (5) shock absorber sebagai peredam kejut.

Page 21: Buku Ajar - PTM325 Teori Chasis Dan Pemindah Daya

Konstruksi system pemegasan roda belakang berbeda dengan yang dipasang

pada roda depan, hal ini tergantung pada fungsi dan keperluannya. Penggunaan

pegaspun dengan mempertimbangkan berbagai segi yang menguntungkan serta

menguta-makan kesehatan, kenyamanan, dan keselamatan kerja (gambar 5).

Gambar 5. Sistem pemegasan.

Page 22: Buku Ajar - PTM325 Teori Chasis Dan Pemindah Daya

Keterangan gambar:

1. Poros belakang 2. Pegas daun 3. Penyangga kejut

4. Chasis mobil 5. Hanger spring/klem 6. Rear axle

7. Nabe/splined hub 8. Poros belakang jenis banjo

9. Shock absorber 10 Chasis

11 Poros belakang 12 Pegas dan peredam kejut

C. Latihan 1. Adakan pengamatan pada penyetelan system rem posisi antara akampas

rem terhadap drum/teromol roda.

2. Adakan pengamatan dalam penyetelan posisi roda depan agar senantiasa

menghadap lurus ke depan setelah posisi berbelok.

3. Gambarkan posisi hubungan roda gigi transmisi pada kecepatan I, II, III,

dan versnelling posisi tertinggi, serta posisi gigi mundur pada rangkaian

bak transmisi synchromesh.

4. Berilah gambaran adanya perbedaan dalam pemakaian antara pegas

daun dan pegas torsi, serta konstruksi dari peredam kejut.

D. Lembar kegiatan Mahasiswa Berilah rangkuman dari definisi front wheel alighment yang terdiri atas caster,

cember, toe in-toe out, turning radius, dan kingpin inclination pada system

pengaturan roda depan dalam suatu system kemudi !

Berilah gambaran tentang adanya kelebihan dan kekurangan penggunaan kope-

ling gesek terhadap kopeling fluida pada pemakaian !

Berilah alternatif untuk dapat mengatasi kesulitan (slip) saat roda sebelah kiri

terperosok dalam lumpur pada suatu mobil !

E. Rangkuman Chasis adalah bagian dari mobil yang tertinggal mana kala bodi mobil dilepas/

diangkat. Kopeling merupakan komponen yang berfungsi untuk melepas dan

menghubungkan putaran dan daya mesin dari fly wheel ke bak transmisi.

Page 23: Buku Ajar - PTM325 Teori Chasis Dan Pemindah Daya

Transmisi sebagai pengaruran kecepatan jalannya mobil dengan cara mereduksi

putaran dan daya motor untuk yang disampaikan ke roda-roda. Propeller dan

garden berfungsi untuk membagi momen dan daya pada system roda belakang,

dan berguna untuk membedakan putaran roda kiri maupun kanan saat berbelok,

serta meringankan momen yang diberikan pada roda saat hentakan awal.

Steering system adalah berfungsi untuk mengarahkan jalannya kendaraan agar

berjalan lurus maupun saat berbelok. Sistem pemegasan berguna untuk pere-

dam kejud dan penahan goncangan yang disebabkan oleh kondisi permukaan

jalan dan menjaga kenyamanan penumpang. Sistem rem berguna untuk mem-

perlambat dan memberhentikan laju jalannya kendaraan. Roda dan ban berguna

untuk mendukung kendaraan sehingga tingkat kenyamanan dapat tercapai

dengan keselamatan kerja yang tinggi.

F. Tes Formatif Soal power trains dan chassis

Soal pilihan ganda 1. Kampas kopling terkait pada poros yang berhubungan dengan :

a. Transmisi

b. Poros penggerak

c. Diferensial

d. Engine/mesin

2. Posisi kampas kopling terletak di antara flywheel dan :

a. Engine

b. Poros engkol

c. Plat penekan

d. Diferensial

3. Tutup kopling dibaut pada :

a. Kampas

b. Flywheel

c. Rangka kendaraan

d. Blok engine

Page 24: Buku Ajar - PTM325 Teori Chasis Dan Pemindah Daya

4. Gigi-gigi pada transmisi sukar dipindahkan, mungkin disebabkan oleh :

a. Penyetelan batang pemindah gigi kurang pas

b. Kopling tidak bebas

c. Jarak bebas pedal kopling berlebihan

d. Semua jawaban di atas benar

5. Transmisi terjadi slip gigi-gigi, mungkin disebabkan oleh :

a. Penyetelan batang pemindah gigi kurang pas

b. Rumah kopling tidak terpasang baik

c. Pegas kopling tidak bekerja atau lemah

d. Semua jawaban di atas benar

6. Gigi-gigi berbunyi saat perpindahan, disebabkan oleh beberapa hal di bawah

ini, kecuali:

a. Sinkronmesh rusak

b. Kecepatan idle terlalu rendah

c. Kopling tidak bebas

d. Penyetelan batang pemindah tidak tepat

7. Selama pengereman, sepatu rem bergerak ke luar menekan :

a. Silinder roda

b. Pena jangkar

c. Drum/Tromol rem

d. Roda atau aksel

8. Booster rem bekerja menggunakan beda tekanan antara intake manifold dan

a. Vakum venturi

b. Udara tekan

c. Tekanan atmosfer

d. Tidak satupun jawaban di atas benar

9. Sebuah batang stabiliser depan berguna untuk :

a. Meningkatkan kapasitas beban kendaraan

b. Memberikan suatu kelembutan berkendaraan

c. Kontrol gerakan suspensi dan rolling body

d. Semua jawaban di atas benar

Page 25: Buku Ajar - PTM325 Teori Chasis Dan Pemindah Daya

10. Tujuan sudut caster pada automobile adalah untuk :

a. Mencegah keausan roda

b. Memungkinkan kontak ban dan permukaan jalan pada titik beban

c. Kompensasi keausan pada hubungan batang-batang kemudi

d. Memelihara control arah kendaran

Soal uraian :

1. Kasus kopling slip selagi bertautan, apa kemungkinan penyebabnya dan

tindakan apa yang harus dilakukan

2. Kasus gigi-gigi transmisi sukar dipindahkan, apa kemungkinan

penyebabnya dan

Tindakan apa yang harus dilakukan

Page 26: Buku Ajar - PTM325 Teori Chasis Dan Pemindah Daya

BAB III KEGIATAN BELAJAR 2

A. Kompetensi dan indikator

Mampu melakukan rancang bangun komponen-komponen casis dan

pemindah daya. Indikatornya ialah dapat menyelesaikan perhitungan dimensi

dan kekuatan beberapa komponen, seperti kopling, roda gigi, poros, rem, dan

pegas dengan pendekatan mekanika teknik dan matematik.

B. Materi Analisis Komponen Casis dan Pemindah Daya

1. Kopling

Kopling-kopling yang terdapat pada system pemindah daya dapat

digolongkan dalam dua jenis, yaitu kopling tetap (misal: kopling universal/

universal coupling) dan kopling tidak tetap (kopling cakram/disc clutches). Yang

pertama terdapat pada poros propeler, sedangkan yang kedua dipasang di

antara mesin (engine) dan transmisi.

a. Kopling Universal

Salah satu kopling tetap yang digunakan pada system pemindah daya

adalah kopling universal. Kopling ini menghubungkjan dua poros yang membetuk

suatu sudut. Inklinasi kedua poros mungkin konstan, namun dalam praktiknya

sering bervariasi ketika suatu gerakan putar dipindahkan dari satu poros ke

poros lainnya. Dimensi kopling universal ditentukan oleh diameter poros dan

diameter pena, ukuran keduanya ini dihitung dengan rumus sebagai berikut (lihat

gambar 8).

Page 27: Buku Ajar - PTM325 Teori Chasis Dan Pemindah Daya

Gambar 8. Dimensi kopling universal

Pada dasarnya torsi yang dipindahkan adalah :

T = л/16 . fs . d3

Jadi diameter poros : d = 3√ (16.T / л.fs )

Selanjutnya karena pena mendapat dua tegangan geser maka :

T = 2. л/4. dp2. fs1. d

Jadi diameter pena : dp = √ 2T / л. Fs1. d

Page 28: Buku Ajar - PTM325 Teori Chasis Dan Pemindah Daya

b. Kopling Cakram (Disc Clutch)

Clutch berfungsi menghubung dan melepaskan putaran mesin ke

transmisi dengan tanpa mematikan mesin. Ini diperlukan pada saat mobil

berhenti namun mesin tetap hidup, begitu pula saat bekerjanya perpindahan

roda gigi transmisi. Menghubung dan melepasnya pertautan antara putaran

mesin dan transmisi ini dilakukan dengan menginjak pedal. Untuk menentukan

dimensi kopling cakram maka perlu analisis sebagai berikut (lihat gambar 9 dan

10).

Gambar 9. Kopling gesek

Page 29: Buku Ajar - PTM325 Teori Chasis Dan Pemindah Daya

Gambar 10. Analisis gaya pada kopling

Pada jenis tunggal mempunyai dua kontak permukaan, sehingga :

Luas permukaannya adalah : 2 лx. dx

Gaya normal atau aksial pada lingjkaran : δw = p.2 лx. dx

gaya gesek di atas lingkaran yang bekerja secara tangensial pada

radius x, adalah : Fx = µ . δW = µ. p. 2лx. dx

Jadi torsi yang bekerja pada lingkaran :

Tx = Fx. x = µ. 2лx. dx. x = 2лµ.p. x2 dx.

Dalam hal ini dipertimbangkan dua keadaan, yaitu :

1) Bila tekanan serba sama, dan

2) Bila telah terpakai.

Kondisi yang pertama, bila tekanan serba sama, terjadi intensitas tekanan ;

p = W / л(r12 – r2

2), dimana W = tekanan aksial yang mana

permukaan kontak bertautan.

Page 30: Buku Ajar - PTM325 Teori Chasis Dan Pemindah Daya

Di atas telah diketahui bahwa Tx = 2лµ.p. x2 dx.

Dengan mengintegrasikan persamaan ini dalam batas r2 ke r1, maka torsi gesek

total, adalah :

r1

T = ∫ 2лµ.p. x2 dx.

r2 r1

= 2лµ.p [ x3/ 3 ]

r2

= 2лµ.p ( r13 – r2

3 / 3 ) bila p = W / л(r12 – r2

2) maka

= 2лµ. W / л(r12 – r2

2) . ( r13 – r2

3 / 3 )

= 2/3 (µ. W) ( r13 – r2

3 / r12 – r2

2 ) bila 2/3( r13 – r2

3 / r12 – r2

2 ) = r

maka T = µ. W. r

Kondisi yang kedua, bila kondisi telah terpakai maka intensitas tekanannya :

p = C/x dimana C = constanta

dan gaya normal pada lingkaran :

δw = p.2 лx. dx = C/x (2 лx. dx) = 2 лC dx

Gaya total di atas permukaan gesek

r1

W = ∫ 2л.C.dx.

r2

Page 31: Buku Ajar - PTM325 Teori Chasis Dan Pemindah Daya

r1

= 2л.C [ x ]

r2

= 2л.C (r1 – r2), sehingga C = W / 2л (r1 – r2)

Torsi gesek pada lingkaran adalah:

Tx = 2лµ.p. x2 dx karena p = C/x maka

= 2лµ . C/x . x2 dx

= 2лµ. Cx dx

Jadi total torsi di atas permukaan gesek adalah :

r1

T = ∫ 2лµ. C.dx.

r2 r1

= 2лµ. C [ x2 / 2 ]

r2

= 2лµ. C ( r12 – r2

2 / 2 )

= лµ. C ( r12 – r2

2 ) karena C = W / 2л (r1 – r2), maka

= лµ. [ W / 2л (r1 – r2)] ( r12 – r2

2)

= ½. µ. W . (r1 – r2) atau

T = µ. W . r dimana r = (r1 – r2)/2

Catatan :

Untuk kopling ganda (multiple clutch) rumusnya menjadi T = n. µ. W . rdimana

n jumlah pasangan permukaan kontak : n = n1 + n2 – 1

Page 32: Buku Ajar - PTM325 Teori Chasis Dan Pemindah Daya

2. Roda Gigi

Dalam merancang sebuah roda gigi, beberapa hal yang perlu diketahui

adalah: tenaga yang ditransmisikan, kecepatan gigi penggerak, kecepatan gigi

yang digerakkan, dan jarak pusat. Gigi-gigi seharusnya cukup kuat atau tidak

patah baik pada beban statis maupun dinamis selama berputar dalam kondisi

normal. Penjajaran (alignment) gigi-gigi dan defleksi poros harus

dipertimbangkan karena berpengaruh pada performa roda gigi.

Memperhatikan bahwa tiap-tiap gigi sebagai sebuah balok (beam)

penopang yang dibebani oleh beban normal (WN) lihat gambar 11. Beban ini

Gambar 11. Uraian gaya pada gigi roda gigi

dipecahkan dalam dua komponen, yaitu komponen tangensial (WT) dan radial

(WR) yang bekerja tegak lurus dan paralel pada pada garis pusat gigi. WT

menyebabkan tegangan bengkok yang cenderung menjadikan gigi patah,

sedangkan WR menyebabkan tegangan tekan yang relatif kecil biasanya

diabaikan. Tegangan bengkok maksimun (kritis) terjadi pada bidang dasar gigi.

Nilai tegangan maksimum ini adalah :

Page 33: Buku Ajar - PTM325 Teori Chasis Dan Pemindah Daya

fw = My / I

dimana : M = momen bengkok maksimum = WT . h

h = panjang gigi

y = setengah ketebalan gigi = t / 2

I = momen inersia pada garis pusat gigi = bt3 / 12

b = lebar permukaan gigi

Dengan demikian :

fw = [( WT - h ) t/2] / (bt3 /12) = [ ( WT . h ). 6 ] / bt2 ,

dan komponen tangensialnya adalah : WT = fw . b . ( t2 / 6 h )

Nilai t dan h bervariasi tergantung ukuran gigi dan profilnya, sehingga :

besarnya t = x . pc dan h = k . pc, dimana x dan k adalah konstan, sehingga WT

= fw . b . (x2.pc) / (6k.pc) = fw . b . pc . (x2/6k), jika (x2/6k) = y

maka WT = fw . b . pc . y dimana pc = л.m

Jadi rumus komponen tangensial menjadi WT = fw . b . лm . y , nilai y

adalah faktor bentuk gigi dan WT disebut kekuatan balok gigi.

Nilai y tergantung dari sistem roda gigi dan jumlah giginya, untuk sistem

infolut komposit dan kedalaman penuh 14½o, y = 0,124 – (0,684/T) ; untuk

sistem infolut kedalaman penuh 20o, y = 0,154 – (0,912/T); dan untuk sistem

stub pada 20o, y = 0,175 – (0,841/T)

Besar tegangan yang diijinkan adalah fw = fo . Cv , dimana :

fw = tegangan statis yang diijinkan dalam kg/cm2 (tergantung bahan roda gigi) Cv

= faktor velositas = 3 / (3+v) untuk roda gigi yang beroperasi hingga 12,5 m/det;

Cv = 6 / (6+v) untuk operasi hingga 20 m/det.

Page 34: Buku Ajar - PTM325 Teori Chasis Dan Pemindah Daya

a. Beban Dinamik Gigi

Beban dinamik gigi dihitung dengan rumus sebagai berikut :

WD = WT + WI dimana WT = beban tetap torsi yang ditransmisikan dalam kg

WI = beban tambahan akibat aksi dinamik dalam kg

= 0,11 (b.C + WT) / [0,11V + √(b.C + WT)]

Jadi WD = WT + { 0,11 (b.C + WT) / [0,11V + √(b.C + WT)] }

dimana V = kecepatan lintasan pitch dalam m/menit

C = suatu deformasi atau faktor dinamik dalam cm

Nilai C ditentukan dengan rumus :

C = K . e / ( 1/Ep + 1/EG )

dimana : K = faktor yang tergantung pada bentuk gigi

= 0,107 & 0,111 untuk sistem infolut 14,5o & 20o

= 0,115 untuk sistem stub 20o

Ep = modulus Young’s untuk material pinion

EG = modulus Young’s untuk material roda gigi

e = error aksi gigi dalam cm

b. Beban Statis Gigi

Beban statis atau ketahanan gigi atau dihitung dengan rumus :

Ws = fe . b . pc . y

= fe . b . лm . y dimana fe = ketahanan fleksural : kg/cm2

pc= лm

Catatan : untuk beban tetap Ws ≥ 1,25 WD

Page 35: Buku Ajar - PTM325 Teori Chasis Dan Pemindah Daya

untuk beban berdenyut Ws ≥ 1,35 WD

untuk beban kejut Ws ≥ 1,5 WD

3. Poros

Poros propeler mendapat momen puntir atau torsi (lihat gambar 12),

sehingga dihitung dengan menggunakan persamaan torsi, yaitu :

T / J = fs / r

dimana : T= momen puntir atau torsi yang bekerja pada poros, dalam kgcm

J= Momen inersia polar dari area penampang melintang, dalam cm4

fs= tegangan torsi geser dalam kg/cm2

r = jarak sumbu netral ke serat terluar = d/2, dalam cm.

Gambar 12. Poros dan momen puntir

Untuk poros pejal, momen inersia polar : J = л/32 d4

Dengan demikian rumus di muka dapat ditulis :

Page 36: Buku Ajar - PTM325 Teori Chasis Dan Pemindah Daya

T / л/32 d4 = fs / d/2 atau T = л/16 fs d3 , melalui rumus ini

diameter poros pejal dapat ditemukan.

Selanjutnya untuk poros berlobang, momen inersia polar : J = л/32 (do4 – di

4)

do dan di = diameter luar dan dalam poros berlubang, dan r = do/2

Dengan demikain rumus di muka dapat ditulis :

T / [л/32 (do4 – di

4)] = fs / (do/2)

16 T do = л fs (do4 – di

4)

= л fs do4 [ 1 - (d1 / do) ]4 bila d1 / do = k

maka = л fs do4 (1 - k4)

Jadi T = л fs do3 ( 1 – k4 )

Momen puntir T juga dapat dihitung dengan persamaan tenaga kuda (horse

power/HP) berikut ini

P = (2 л N T) / 4500 atau T = P 4500 / (2 л N )

dimana T = momen puntir, dalam kgm, dan N = puratan, dalam rpm

4. REM

Sebuah rem tromol (lihat gambar 13) terdapat dua buah sepatu yang

masing-masing ujungnya terletak pada fulkrum O1 dan O2. Ketika kam berputar,

sepatu-sepatu menekan ke luar menahan tromol. Gesekan antara sepatu dan

tromol menghasilkan torsi pengereman dan karena itu mengurangi putaran

tromol.

Page 37: Buku Ajar - PTM325 Teori Chasis Dan Pemindah Daya

Gambar 13. Konstruksi rem teromol

Gaya-gaya yang bekerja pada rem saat tromol berputar ke kiri (gambar 14),

sepatu sebelah kiri disebut sepatu primer (S1) sedangkan yang kanan disebut

sepatu sekunder (S2). Dalam gambar tampak bahwa :

r = jari-jari dalam dari tromol

b = lebar kampas

p1= intensitas tekanan normal maksimum

pN= tekanan normal

F1 = gaya yang dikeluarkan kam pada sepatu primer

F2 = gaya yang dikeluarkan kam pada sepatu sekunder

Page 38: Buku Ajar - PTM325 Teori Chasis Dan Pemindah Daya

Gambar 14. Gaya yang bekerja pada rem

Secara geometri dalam gambar tampak bahwa O1B = OO1 sin Θ, dan tekanan

normal pada A, adalah : pN ∞ sin Θ, dan diasumsikan pN ∞ p1 sin Θ

Gaya normal yang bekerja pada bagian kecil AC, adalah :

δRN = tekanan normal . luasan bagian kecil

= pN ( b. r. δΘ )

= p1 sin Θ ( b. r. δΘ )

Gaya gesek pada bagian kecil tersebut, adalah

δF = µ δRN

= µ p1 sin Θ ( b. r. δΘ )

Jadi torsi pengereman pada bagian kecil dari titik O, adalah

δTB = δF . r

Page 39: Buku Ajar - PTM325 Teori Chasis Dan Pemindah Daya

= µ p1 sin Θ ( b. r. δΘ ) r

= µ p1 b. r 2. (sin Θ. δΘ )

dan total torsi pengereman pada O untuk sebuah sepatu, adalah

Θ 2 TB = µ p1 b. r 2 ∫ sin Θ. δΘ Θ1

Θ 2

= µ p1 b. r 2 [ - cos Θ ] Θ1

= µ p1 b. r 2 (cos Θ1 - cos Θ2 )

Momen gaya normal

δRN dari bagian kecil ke fulkrum O1 :

δMN = δRN . O1 B = δRN (OO1 sin Θ)

= p1 sin Θ (b . r . δΘ) (OO1 sin Θ)

= p1 sin2 Θ (b . r . δΘ) OO1

Jadi total momen gaya normal pada fulkrum O1

Θ2 MN = ∫ p1 sin2 Θ (b . r . δΘ) OO1 Θ1 Θ2 = p1 . b . r . OO1 ∫ sin2 Θ.δΘ dimana : sin2 Θ.δΘ = Θ1 ½ (1 – cos 2 Θ) .δΘ

Θ2 = p1 . b . r . OO1 ∫ ½ (1 – cos 2 Θ) .δΘ Θ1

Θ2

= ½ p1 . b . r . OO1 [Θ – (sin 2Θ2 /2) ] Θ1 = ½ p1 . b . r . OO1 [Θ2 – (sin 2Θ2 /2) – Θ1 + (sin 2Θ1 /2) ]

Page 40: Buku Ajar - PTM325 Teori Chasis Dan Pemindah Daya

= ½ p1 . b . r . OO1 (Θ2 - Θ1) + ½ (sin 2Θ1 - sin 2Θ2) Momen gaya gesek δF pada fulkrum O1 , δMF = δF . AB = δF ( r – OO1 cos Θ ) dimana AB = r – OO1 cos Θ = µ p1 sin Θ ( b. r. δΘ ) ( r – OO1 cos Θ ) = µ p1 b. r ( r sin Θ – OO1 sin Θ cos Θ ) δΘ dimana : 2sin Θ cos Θ= sin 2Θ = µ p1 b. r ( r sin Θ – (OO1/2) sin 2Θ ) δΘ Jadi total momen gaya gesek pada fulkrum O1

MF = µ p1 b. r [ r sin Θ – (OO1/2) sin 2Θ ] δΘ

Θ2 = µ p1 b. r [ -r cos Θ + (OO1/2 cos 2Θ ] Θ1 = µ p1 b.r [-r cos Θ2 + (OO1/4)cos 2Θ2 + r cos Θ1 - (OO1/4) cos 2Θ1] = µ p1 b. r [ r (cos Θ1 - cos Θ2) + OO1/4 (cos 2Θ2 - cos 2Θ1) Sepatu primer mengambil momen pada fulkrum O1 : F1 . l = MN - MF Sepatu sekunder mengambil momen pada fulkrum O2 : F1 . l = MN + MF

5. PEGAS

Pegas adalah suatu komponen elastis yang berfungsi untuk menahan

ketika ada beban dan memulihkan lagi ke bentuk semula ketika beban dilepas.

Berbagai macam penggunaan pegas diantaranya adalah untuk aplikasi gaya

Page 41: Buku Ajar - PTM325 Teori Chasis Dan Pemindah Daya

(misal pada rem, kopling, katup), mengukur gaya, menyimpan enerji, menyerap

kejutan dan getaran. Secara umum dikenal dua macam pegas yaitu pegas koil

dan daun.

a. Pegas koil

Sebuah pegas koil pada sistem suspensi kendaraan berguna untuk

menahan beban aksial (gambar 15).

Gambar 15. Beban pada pegas coil

Keterangan :

D = diameter rata-rata pegas koil

d = diameter kawat

n = jumlah koil aktif

G = modulus kekakuan bahan pegas

W = beban aksial pegas

fs = tegangan geser

Page 42: Buku Ajar - PTM325 Teori Chasis Dan Pemindah Daya

C = indek pegas = D/d

p = pitch koil

δ = defleksi pegas akibat beban aksial

Momen puntir T = W . D/2 = л/16 fs d3

fs = 8 W D/ л d3

Dalam pegas koil terdapat dua tegangan, yaitu tegangan geser langsung

dan tegangan terhadap lingkar kawat pegas.

Tagangan geser langsung akibat beban W :

= Beban / luasan penampang melintang

= W / (л/4) d2 = 4 W / лd2

Jadi tegangan geser maksimum

= 8 W D/ л d3 + 4 W / лd2

= 8 W D/ л d3 ( 1 + d / 2D ) dimana D/d = C

= 8 WD/ л d3 ( 1 + 1 / 2C )

Tegangan geser maksimum terjadi pada sisi dalam lingkar kawat pegas.

Efek geser langsung sebesar 8 WD/ л d3 ( 1 + 1 / 2C ) adalah cocok untuk pegas

dengan indek pegas (C) kecil, dan ini mengabaikan efek lingkar kawat pegas.

Selanjutnya bila keduanya (efek geser langsung dan efek lingkar kawat

diperhitungkan) maka sebuah faktor tegangan geser (K) dimasukkan. Oleh

karena itu tegangan geser maksimum dalam kawat :

fs = K. 8 WD / л d3 = K. 8 WC / л d2

dimana : K = (4C-1) / (4C-4) + 0,615/C

Jadi bila indek pegas menurun maka faktor tegangan mengingkat.

Page 43: Buku Ajar - PTM325 Teori Chasis Dan Pemindah Daya

1) Defleksi Pegas Koil

Total panjang aktif pegas koil adalah :

l = panjang satu koil x jumlah koil aktif = л d . n

Θ = sudut defleksi kawat pegas ketika dibebani oleh torsi T

Selanjutnya defleksi aksial pegas :

δ = Θ . D/2

Persamaan torsi : T / J = fs / (D/2) = (G Θ) / l

Θ = T. l / J . G = [(W . D/2) л D n ] / (л/32) d4 G

= 16 W D2 n / d4. G

Jika persamaan ini dimasukkan maka diperoleh :

δ = (16 W D2 n / d4. G) . D/2

= 8 W D3 n / d4. G bila C = D/d, maka

= 8 W C3 n / d . G

dan konstanta pegas :

W / δ = (G d4 ) / 8 D3 n = G . d / 8 C3 n = konstan

2) Enerji yang disimpan pegas

Enerji yang disimpan pegas dihitung dengan rumus :

U = ½ W. δ

Tegangan geser maksimum :

fs = K. 8 WD / л d3

W = л fs d3 / 8 KD

δ = ( 8 WD3. n ) / d4 G

= ( 8 л fs d3 ) / 8 KD . (D3 n) / d4 G

Page 44: Buku Ajar - PTM325 Teori Chasis Dan Pemindah Daya

= (л fs D2 n ) / K . d . G

Subtitusi nilai W dan δ dalam persamaan defleksi :

U = ½ . [ ( л fs d2 ) / 8 KD ] . [ (л fs D2 n ) / K. d. G ]

= fs2 / (4 K2 G) . [ (л D n) . л/4 d2 ]

= fs2 / (4 K2 G) . V dimana : V = volume kawat pegas =

(л D n) . л/4 d2

b. Pegas Daun

Pegas daun tunggal seperti pada gambar 16, tampak bahwa salah satu ujungnya

tetap sedangkan beban terletak pada ujung yang lain. Pegas ini disebut sebagai

sebuah pegas datar.

Gambar 16. Arah gaya pada pegas daun tunggal

Keterangan : t = tebal plat

b = lebar plat

L = panjang plat (jarak beban W dari titik jepit)

Momen bengkok pada ujung A :

M = W.L

Page 45: Buku Ajar - PTM325 Teori Chasis Dan Pemindah Daya

Modulus penampang :

Z = I / y = ( 1/12 bt3 ) / (t/2) = 1/6 bt2

Tegangan bengkok pegas :

f = M / Z = ( W L ) / 1/6 bt2 = (6 WL) / (bt2)

Defleksi maksimum dengan beban terkonsentrasi pada ujung bebas, adalah :

δ = (W.L3) / (3 E I) = (W.L3 ) / [(3 E).(b t3 /12)]

= (4 W.L3 ) / E b t3

= (2 f L3) / (3 E t)

fs maks

Gambar 17. Uraian gaya pada pegas daun

Jika pegas daun didukung pada kedua ujungnya, dengan panjang 2L dan beban

2W terletak di tengah ( gambar 17).

Page 46: Buku Ajar - PTM325 Teori Chasis Dan Pemindah Daya

Gambar 18. Gaya yang bekerja pada pegas.

Momen bengkon maksimum di tengah : M = WL

Modulus penampang : Z = 1/6 bt2

Jadi tegangan bengkok : f = M/Z = (6 WL) / (bt2)

Defleksi maksimum :

δ = (W1 L13 ) / (48 E I ) = [ (2W)(2L)3 ] / 48 EI = WL3 / 3 EI

(dalam kasus ini W1 = 2W, dan L1 = 2L)

Bila pegas daun terdiri atas n daun sama panjang maka :

Tegangan geser : f = (6 WL) / (n bt2)

Defleksi pegas : δ = (4W L3 ) / (n E b t3) = (2 f L3) / (3 E t)

Bila pegas terdiri atas n daun yang panjangnya bertingkat, maka :

f = (6 WL) / (n bt2)

δ = (6W L3) / (n E b t3) = (f L2 ) / (E t)

Page 47: Buku Ajar - PTM325 Teori Chasis Dan Pemindah Daya

C. Latihan

1. Sebuah kopling universal digunakan untuk menghubungkan dua poros,

dimana poros itu memindahkan torsi sebesar 3000kgm. Temukan diameter

poros dan penanya, bila masing-masing terbuat dari bahan Bj 50 dan Bj 30.

2. Sebuah kopling cakram tunggal memindahkan 70 hp pada 3000 rpm.

Diketahui tekanan aksial tidak lebih dari 0,9 kg/cm2. Jika diameter luar

permukaan gesek 1,4 kali diameter dalam, dan koefisien gesek µ= 0,3,

temukan ukuran-ukuran permukaan gesek tersebut.

3. Sebuah rem tromol (lihat gambar) lebar kampas 3,4 cm, intensitas tekan di

titik A 4 sin Θ kg/cm2 , koef gesek 0,4. Tentukan torsi pengereman dan

besarnya gaya F1 dan F2.

4. Sebuah poros berputar 200 rpm memindahkan 25 HP. Poros dibuat dari baja

dengan tegangan geser yang diijinkan 420 kg/cm2. Tentukan diameter poros.

D. Kegiatan mahasiswa

Observasi di bengkel otomotif untuk mendapatkan data sebagai bahan

melakukan perhitungan dimensi kekuatan komponen, dilanjutkan membuat

laporan dan didiskusikan

DAFTAR PUSTAKA

Anonime, 1995, Teknik mobil bergambar, Jakarta: Rineka Karya.

Anonime, 2001, Toyota step I, II, (Buku manual), Jakarta: Toyota Astra.

Khurmi Ghupta, 1995, Machine design, New Delhi: Mc Graw Hill.Co.

Page 48: Buku Ajar - PTM325 Teori Chasis Dan Pemindah Daya

KUNCI JAWABAN TES FORMATIF

Kunci jawaban soal pilihan ganda

1. a

2. c

3. d

4. d

5. d

6. c

7. c

8. c

9. c

10. d

Kunci jawaban soal uraian 1. Kemungkinan penyebab tindakan yang harus dilakukan :

a. Penyetelan hubungan pedal kopling tidak benar, maka perlu distel

kembali

b. Tekanan pegas lemah atau pegas rusak, maka harus dilepas/ganti

c. Rangkaian pembebas kopling macet, maka harus di bersihkan, stel,

dan lumasi

d. Kampas kopling aus, maka harus dilepas dan diganti

2. Kemungkinan penyebab dan tindakan yang harus dilakukan :

a. Penyetelan batang penghubung pemindah gigi sudah berubah, maka

harus distel

b. Batang-batang penghubung pemindah gigi kering, maka harus

dilumasi

c. Kopling tidak bebas, maka kopling harus distel lagi

d. Gigi-gigi sliding pada sinkronmesh rusak atau seret pada porosnya,

maka harus

dilepas atau dibersihkan dan diganti jika telah rusak.