laporan tugas akhir sepeda kayuh penggerak dua …€¦ · jalan. teknologi penggerak dua roda...

library.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

LAPORAN TUGAS AKHIR

SEPEDA KAYUH PENGGERAK DUA RODA

(Sistem Transmisi)

Oleh:

MUHAMMAD TIOPAN

NIM I8614028

PROGRAM STUDI DIPLOMA TIGA TEKNIK MESIN

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS SEBELAS MARET

SURAKARTA

2017


LAPORAN TUGAS AKHIR


(Sistem Transmisi)

Diajukan sebagai salah syarat untuk memperoleh gelar Ahli Madya

Oleh:

MUHAMMAD TIOPAN

NIM I8614028

PROGRAM STUDI DIPLOMA TIGA TEKNIK MESIN

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS SEBELAS MARET

SURAKARTA

2017


v

KATA PENGANTAR

Segala puji bagi Allah Subhanallhuwata’ala, kita memuji-Nya, memohon

pertolongan dan ampunan kepada-Nya, atas segala rahmat dan hidayah-Nya maka

laporan proyek akhir terselesaikan dengan baik dan lancar.

Laporan disusun berdasarkan pengetahuan yang penulis dapatkan di bangku

kuliah dan penulis dapatkan dalam proses pengerjaan proyek akhir untuk

memenuhi salah satu persyaratan akademik di Program Studi Diploma Tiga

Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Negeri Sebelas Maret.

Dalam melaksanakan proyek akhir dan meyusun laporan proyek akhir ini

penyusun tidak lepas dari segala bimbingan dan pengarahan dari segenap pihak.

Pada kesempatan ini penulis banyak mengucapkan terima kasih kepada:

1. Bapak Dr. Budi Santoso, S.T., M.T. selaku Ketua Program Diploma

Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Negeri Sebelas Maret.

2. Bapak Wibowo, S.T., M.T. selaku Dosen Pembimbing I Tugas Akhir.

3. Bapak Raymundus Lullus Lambang G.H., S.T., M.T.selaku Dosen

Pembimbing II Tugas Akhir.

4. Kedua Orang Tua dan Keluarga yang selalu memberi dorongan

motivasi serta doa.

5. Carlos Tech, Hjm Garage 71, Bengkel Hendi dan Bengkel Toni yang

telah membantu dalam pembuatan sepeda kayuh penggerak dua roda.

6. Teman-teman yang membantu dalam penyusunan laporan tugas akhir.

Dalam penyusunan laporan ini masih ada kesalahan dikarenakan

keterbatasan dalam wawasan dan ilmu yang dimiliki. Oleh karena itu, mohon

maaf atas kekurangan dan membuka diri terhadap saran dan kritik yang bersifat

membangun demi kebaikan selanjutnya.

Surakarta, Desember 2017

Penulis


vi


(Sistem Transmisi)

Muhammad Tiopan

ABSTRAK

Masalah transportasi di Indonesia merupakan hal yang serius terutama di

banyak kota besar. Hal ini berdampak pada meningkatnya polusi udara dan

terjadinya kemacetan sehingga di butuhkan upaya solusi dengan peningkatan

perbaikan system transportasi maupun teknologi yang ramah lingkungan.

Salah satu upaya yang dapat dilakukan adalah dengan pengembangan

sepeda kayuh dimana sekarang telah banyak digunakan masyarakat. Sepeda kayuh

ke depan adalah sepeda kayuh dengan teknologi penggerak dua roda. Melalui

teknologi ini maka dihasilkan sepeda yang memiliki tenaga di kedua rodanya

(Two Wheel Drive) yang dimungkinkan memiliki kemudahan di berbagai kontur

jalan. Teknologi penggerak dua roda dapat digunakan sebagai alternative

tambahan dalam system pemindah daya ke roda.

Penelitian ini dilakukan menggunakan studi pustaka dan eksperimental

dengan proses perancangan dan pembuatan prototype sepeda kayuh penggerak

dua roda. Proses transfer daya dimulai dengan tenaga dari pengendara menuju

roda belakang dan diteruskan menggunakan transmisi rantai dan roda gigi ke roda

depan, mekanisme ini terjadi di dalam rangka sepeda. Hasil dari penelitian ini

didapatkan dari pengujian analisis dan studi lapangan ialah transmisi rantai yang

mampu memindahkan daya sebesar 341,91 watt dan menahan beban sebesar

2813,13 N, dengan perbandingan roda gigi sepeda 3,3:1.

Kata kunci: penggerak dua roda, rantai, roda gigi


vii

BICYCLE TWO WHEELS DRIVE

(Transmission System)

Muhammad Tiopan

ABSTRACT

Transportation problems in Indonesia is one of serious problems,

especially in developed cities. It makes the air pollution increasing day by day

and traffic jam happens. That need an improvement efforts to find the solutions

for transportation system and environment-friendly technology.

One of the solution that can be done is by the develop bicycle pedal which

has been widely used by the community nowadays. In the future, bicycle pedal is a

bike with two wheel drive technology. Through this technology, it will produce a

bike that has the power in both wheels (Two Wheel Drive) which is possible to

make us easier in various contours of the road. This two-wheel drive technology

can be used as an additional alternative in power transfer system to the wheels.

This research was conducted by using literature review and

experimental study with designing and manufacturing process of prototype

bicycle pedal with two wheel drive. The power transfer process begins with power

from the rider to the back wheels and continued by using the transmission chain

and the gears to front wheels, this mechanism occurs in bike frame. The result of

this research obtained from analysis trial and field research is transmission chain

able to move power in amount of 341,91 watts and hold 2813,13 N of load, with

ratio of bicycle gear is 3,3: 1.

Keywords: two wheel drive, chain, gear


viii

DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL ..................................................................................... i

LEMBAR PENGESAHAN ........................................................................... iii

LEMBAR BERITA ACARA ....................................................................... iv

KATA PENGANTAR ................................................................................... v

ABSTRAK ..................................................................................................... vi

DAFTAR ISI .................................................................................................. viii

DAFTAR TABEL ......................................................................................... xi

DAFTAR GAMBAR ..................................................................................... xii

DAFTAR RUMUS ......................................................................................... xiii

DAFTAR NOTASI ......................................................................................... xiv

BAB I PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang Tugas Akhir............................................................ 1

1.2. Perumusan Masalah ........................................................................ 2

1.3. Batasan Masalah ............................................................................. 2

1.4. Tujuan dan Manfaat Tugas Akhir ................................................... 2

1.5. Manfaat Proyek Akhir ..................................................................... 2

1.6. Sistematika Penulisan ..................................................................... 2

BAB II LANDASAN TEORI

2.1 Pengertian Umum ........................................................................... 4

2.2 Center of Gravity ............................................................................. 4

2.3 Gaya Luar dan Gaya Dalam ............................................................ 5

2.4 Konsep Perencanaan Sistem Transmis ............................................ 7

2.5 Transmisi Rantai.............................................................. 7

2.5.1 Terminologi Pada Transmisi Rantai ................................... 11

2.5.2 Velocity Ratio ...................................................................... 12

2.5.3 Panjang Rantai dan Center of Distance ............................... 12

2.5.4 Ukuran umum rantai rol ...................................................... 13


ix

2.5.5 Factor of safety .................................................................... 14

2.5.6 Daya yang Ditransmisikan oleh Rantai ............................... 15

2.5.7 Beban Total ......................................................................... 15

2.6 Transmisi Roda Gigi ........................................................................ 16

2.6.1 Diameter gear dan pinion .................................................... 17

2.6.2 Kecepatan ............................................................................ 18

2.6.3 Faktor Velocity ..................................................................... 18

2.6.4 Faktor Pinion ....................................................................... 18

2.6.5 Beban Tangensial ................................................................ 18

2.6.6 Beban Normal ...................................................................... 19

2.6.7 Perbandingan Rotasi Roda Gigi .......................................... 19

2.6.8 Perbandingan Roda Gigi ...................................................... 19

2.7 Ratchet ............................................................................................. 20

BAB III PERANCANGAN DAN PERHITUNGAN

3.1 Perencanaan Sepeda Kayuh Penggerak Dua Roda .......................... 21

3.2 Flowchart Sepeda Kayuh Penggerak Dua Roda ............................. 22

3.3 Flowchart Pemilihan Sistem Transmisi ........................................ 23

3.4 Prinsip Kerja Alat ........................................................................... 23

3.5 Perencanaan Transmisi .................................................................... 25

3.5.1 Mencari Pusat Gravitasi ....................................................... 25

3.5.2 Mencari Gaya pada Saat Jalan Mendatar ............................. 27

3.5.3 Mencari Gaya pada Saat jalan Menanjak ............................ 32

3.5.4 Transmisi Rantai .................................................................. 38

3.5.5 Transmisi Roda Gigi ............................................................ 45

BAB IV PEMBUATAN DAN PENGUJIAN

4.1 Sistem Mekanis .............................................................................. 48

4.2 Proses Pembuatan Lubang Roda Gigi ............................................. 49

4.3 Biaya Pembuatan Komponen .......................................................... 50

4.4 Tahap Perakitan ............................................................................... 51

4.5 Persiapan Pengujian Kendaraan ...................................................... 53


x

4.6 Pengujian Kendaraan ....................................................................... 53

4.7 Hasil Pengujian Kendaraan ............................................................. 53

4.8 Perawatan Sepeda Kayuh Penggerak Dua Roda ............................. 54

4.9 Anggaran Biaya Keseluruhan .......................................................... 54

BAB IV PENUTUP

5.1 Kesimpulan ..................................................................................... 59

5.2 Saran ............................................................................................... 59

DAFTAR PUSTAKA ..................................................................................... 60

LAMPIRAN .................................................................................................... 61


xi

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1 Coefficient Rolling Resistance ......................................................... 6

Tabel 2.2 karakteristik rantai rol menurut ISO 2403 – 1991 ........................... 13

Tabel 2.3 Factor of safety untuk rantai rol dan silent chain ............................. 14

Tabel 2.4 Nilai tegangan statis yang diijinkan ................................................. 17

Tabel 2.5 Nilai faktor pelayanan ...................................................................... 18

Tabel 2.6 Standar proporsi sistem gigi ............................................................. 19

Tabel 4.1Rincian Biaya Pembelian Bahan dan Alat Penunjang Transmisi ..... 51

Tabel 4.2 Anggaran Biaya Keseluruhan .......................................................... 54

Tabel 4.3 Biaya Peralatan Penunjang............................................................... 55

Tabel 4.4 Biaya Bahan Habis Pakai ................................................................. 55

Tabel 4.5 Biaya Proses Permesinan ................................................................. 58


xii

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Rantai dan sprocket .................................................................... 7

Gambar 2.2 Rantai dan sprocket pada sepeda ................................................ 8

Gambar 2.3 Rantai Pengangkat dan Pengangkut ............................................ 8

Gambar 2.4 Rantai konveyor .......................................................................... 9

Gambar 2.5 Block atau bush chain ................................................................. 9

Gambar 2.6 Bush roller chain ........................................................................ 10

Gambar 2.7 Silent chain ................................................................................. 10

Gambar 2.8 Terminologi pada transmisi rantai .............................................. 11

Gambar 2.9 Skema rantai ............................................................................... 12

Gambar 2.10 Baris pada rantai ........................................................................ 13

Gambar 2.11 Tata nama roda gigi .................................................................... 16

Gambar 2.12 Ratchet ........................................................................................ 20

Gambar 2.13 Penggunaan rachet pada prototipe Sepeda Penggerak Dua Roda

.................................................................................................... 20

Gambar 3.1 Sketsa sepeda kayuh penggerak dua roda ................................... 21

Gambar 3.2 Gambar 2D Sepeda Kayuh Penggerak Dua Roda ...................... 21

Gambar 3.3 Gambar Sepeda Kayuh Penggerak Dua Roda ............................ 22

Gambar 3.4 Diagram flowchart Sepeda Kayuh Penggerak Dua Roda ........... 22

Gambar 3.5 Diagram flowchart pemilihan jenis transmisi ............................ 23

Gambar 3.6 Desain Sepeda Kayuh Penggerak Dua Roda .............................. 24

Gambar 3.7 Skema Pusat Gravitasi ................................................................ 25

Gambar 3.8 Gaya pada Saat Jalan Mendatar .................................................. 27

Gambar 3.9 Gaya Pedal Saat Jalan Mendatar ................................................. 31

Gambar 3.10 Gaya pada Saat Jalan Menanjak ................................................ 33

Gambar 3.11 Gaya Pedal pada Saat Jalan Menanjak ...................................... 37

Gambar 3.12 Desain Rantai ............................................................................. 38

Gambar 3.13 Desain spocket belakang ............................................................. 38

Gambar 4.1 Sepeda kayuh penggerak dua roda .............................................. 48

Gambar 4.2 Roda gigi belakang untuk transmisi sepeda ................................ 49


xiii

DAFTAR RUMUS

Rumus 2.1 Pusat gravitasi pada sumbu x ...........................................................5

Rumus 2.2 Pusat gravitasi pada sumbu y ...........................................................5

Rumus 2.3 Gaya yang bekerja pada sumbu x .....................................................5

Rumus 2.4 Gaya yang bekerja pada sumbu y .....................................................6

Rumus 2.5 Momen total .....................................................................................6

Rumus 2.6 Gaya rolling......................................................................................6

Rumus 2.7 Velocity Ratio ...................................................................................11

Rumus 2.8 Kecepatan rata-rata rantai.................................................................12

Rumus 2.9 Panjang rantai ...................................................................................12

Rumus 2.10 number of chain link .......................................................................13

Rumus 2.11 centre distance ................................................................................13

Rumus 2.12 Factor of safety ...............................................................................14

Rumus 2.13 WB ...................................................................................................14

Rumus 2.14 WB ...................................................................................................14

Rumus 2.15 Daya ................................................................................................14

Rumus 2.16 Beban total ......................................................................................15

Rumus 2.17 Diameter pinion ..............................................................................17

Rumus 2.18 Diameter gear ..................................................................................17

Rumus 2.19 Kecepatan........................................................................................17

Rumus 2.20 Faktor velocity ................................................................................18

Rumus 2.21 Faktor pinion ...................................................................................18

Rumus 2.22 Beban tangensial .............................................................................18

Rumus 2.23 Beban normal ..................................................................................19

Rumus 2.24 Perbandingan rotasi roda gigi .........................................................19

Rumus 2.25 Perbandingan roda gigi ...................................................................19


xiv

DAFTAR NOTASI

M = Massa benda

ax = Percepatan benda

I = Momen inersia

= Percepatan sudut

g = Gravitasi (m/s)

v = Kecepatan rata-rata rantai (m/s)

n = Factor of safety

x = Center distance

L = Panjang rantai

K = Jumlah rantai

= Modul

N = Putaran (rpm)

= Tegangan kerja yang diijinkan (N/mm2)

= Besar beban statis yang diijinkan (N/mm2)

=

N = Gaya normal

=

=

=

D = Pitch circle diameter (m)

N1 = Kecepatan rotasi dari sprocket kecil (rpm)

N2 = Kecepatan rotasi dari sprocket besar (rpm)

T1 = Jumlah gigi pada sprocket kecil

T2 = jumlah gigi pada sprocket besar

XG = Pusat gravitasi pada sumbu x (mm)

YG = Pusat gravitasi pada sumbu y (mm)

mA = Massa sepeda (kg)

mB = Massa pengemudi (kg)

xA = Pusat gravitasi sepeda pada sumbu x (mm)


xv

xB = Pusat gravitasi pengemudi pada sumbu x (mm)

yA = Pusat gravitasi sepeda pada sumbu y (mm)

yB = Pusat gravitasi pengemudi pada sumbu y (mm)

∑Fx = Gaya yang bekerja pada sumbu x

∑Fy = Gaya yang bekerja pada sumbu y

∑M = Momen total

∑Mr = Momen total pada roda belakang (Nm)

nR1 = Jumlah gigi sprocket pertama

nR2 = Jumlah gigi sprocket kedua

nR3 = Jumlah gigi sprocket ketiga

nR4 = Jumlah gigi sprocket keempat

nR5 = Jumlah gigi sprocket kelima

nR6 = Jumlah gigi sprocket keenam

DP = Diameter pinion

DG = Diameter gear

TP = Jumlah gigi pinion

TG = Jumlah gigi gear

= Kecepatan rantai (m/s)

WB = Breaking load (N)

WB = 106 x p2 (newton) untuk rantai rol.

WB = 106 x p (newton) untuk chain silent.

Fr = gaya rolling

Crr = koefisien gaya rolling

KS = Service factor

= ( )

= ( )

=

=

=

=

=


xvi

=

=

=

=

=

=

P (rated power) = Daya yang ditransmisikan

Desain Power = Daya aman yang ditransmisikan ( watt)

Service factor = Faktor keamanan

laporan tugas akhir sepeda kayuh penggerak dua …€¦ · jalan. teknologi penggerak dua roda...

Documents