Dokumen tersebut membahas perhitungan sistem poros pada motor Kawasaki Ninja R 150 CC. Dibahas mengenai prinsip kerja, fungsi, jenis, dan hal-hal yang perlu diperhatikan dalam merancang poros seperti kekuatan, kekakuan, putaran kritis, dan korosi.

1. i
PERHITUNGAN SISTEM GANDAR
PADA MOTOR KAWASAKI NINJA R 150 CC
TUGAS ELEMEN MESIN 1
Dibuat untuk memenuhi syarat kurikulum pada
Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik
UNSIKA
Oleh :
Abdullah /1141177005081
JURUSAN TEKNIK MESIN
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS NEGERI SINGAPERBANGSA KARAWANG
2012/2013

2. ii
PERHITUNGAN SISTEM POROS (GANDAR)
PADA MOTOR KAWASAKI NINJA R 150CC
TUGAS PERENCANAAN ELEMEN MESIN 1
Dibuat untuk memenuhi syarat kurikulum pada
Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik
Universitas Negeri Singaperbangsa Karawang
Oleh :
Abdullah / 1141177005027
Diketahui,
Kordinator Tugas Elemen
Mesin
Pembimbing 1 Pembimbing II
( Oleh ST ) ( Sumanto ST., MT )
Mengetahui,
Kaprodi Teknik Mesin S1
( Ir.Marno MT )

3. iii
MOTTO
 Jika ingin mencapai cita-cita yang tinggi mulailah dari
BAWAH
 Orang-orang yang berhenti belajar akan menjadi pemilik
masa lalu, dan orang –orang yang terus belajar akan menjadi
pemilik masa depan
 Tinggalkanlah kesenangan yang menghalangi pencapaian
kecermerlangan hidup yang diidamkan. Dan berhati-
hatilah,karena beberapa kesenangan adalah cara gembira
menuju kegagalan
 Puncak dari segala cita-cita kearah perbaikan umat manusia
akan tercapai dengan ILMU PEGETAHUAN
Belajar...Belajar... dan B-E-L-A-J-A-R

4. iv
KATA PENGANTAR
Segala puji Syukur saya panjatkan kepada Allah S.W.T yang telah
memberikan nikmat kesehatan baik jasmani maupun rohaniah kepada kita semua
sehingga penyusunan Tugas Elemen Mesin 1 dapat selesai dengan tepat
waktu.Dalam hal ini penulis juga tidak lupa untuk mengucapkan terima kasih
kepada :
1. Bapak Marno,Ir.,MT. Selaku Kepala Program Teknik Mesin S1 di
UNIVERSITAS NEGERI SINGAPERBANGSA KARAWANG.
2. Bapak Oleh .ST,.MT. selaku Panitia Pelaksana Tugas Elemen Mesin 1
yang telah sabar membimbing saya dalam pelaksanaan dan penyusunan
Tugas Elemen 1 ini.
3. Bapak Sumanto ST., MT. Selaku Pembimbing 1 yang telah sabar
menyisihkan waktunya dalam memberikan pengarahan saya sehingga
Tugas elemen mesin 1 dapat selesai.
4. Kedua orang tua saya yang telah memberikan support/ semangat,dan
mempasilitasi keperluan saya dalam menyusun Tugas Elemen Mesin 1
hingga selesai.
Tugas Elemen Mesin 1 ini diajukan sebagai salah satu syarat Kelulusan
Program Studi Teknik Mesin S1 di Universitas Singaperbangsa Karawang. Dalam
Penyusunan Tugas Elemen Mesin 1 ini,pastinya banyak terdapat kesalahan baik
isi maupun cara penulisannya.Oleh sebab itu,penyusun sangat mengharapkan
saran dan kritikan yang dapat menyempurnakan Laporan Tugas elemen mesin1
ini.
Karawang, 27 Juni 2014
Penyusun

5. v
DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL …………………………………………....……. i
HALAMAN PENGESAHAN…………………………………............ ii
MOTTO …………………………………………......………………… iii
KATA PENGANTAR ……………………………………………… iv
DAFTAR ISI ………………………………………………………. v
BAB I PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang ……………………………………………. 1
1.2 Tujuan ……………………………………………………. 1
1.3 Batasan Masalah…………………………………………… 2
1.4 Metode Perancangan ……………………………………… 2
1.5 Sistematika Penulisan Laporan …………………………… 2
BAB II TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Prinsif Kerja dan Fungsi Elemen Mesin …………………. 3
2.2 Perhitungan Beban Elemen Mesin ………………………… 8
BAB III SPESIFIKASI TEKNIS ELEMEN MESIN
3.1 Diagram alir perancangan poros ………………………… 19
3.2 Gambar skematis susunan poros …………………………. 20
3.3 Gambar poros …………………………………………….. 21
3.4 Spesifikasi poros …………………………………………. 21

6. vi
BAB IV PEMBAHASAN DAN PERHITUNGAN
4.1 Perhitungan beban luar …………………………………… 22
4.2 Perhirungan gaya akibat momen geser ……………………. 32
4.3 Perhitungan gaya akibat momen lentur …………………… 33
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN
5.1 Kesimpulan ………………………………………………... 34
5.2 Saran………………………………………………………... 34
DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN - LAMPIRAN

7. 1
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Dalam sebuah mesin terdapat sebuah komponen yang jumlah
didalamya dapat mencapai lebih dari seribu komponen. Semua bekerja saling
bekerja sama dan saling mendukung terpadu sesuai dengan fungsinya yang
akan menghasilkan sebuah gerakan. Banyak hal yang harus diperhatikan oleh
seorang mahasiswa terutama jurusan Teknik Mesin S1 dalam merancang
suatu komponen dari sebuah mesin antara lain yaitu menyesuaikan suatu
komponen dengan fungsi sebenarnya baik faktor keamanan dari komponen
tersebut, ataupun efisiensi serta factor cost ( biaya ).
Pada tugas elemen mesin 1 ini akan dihitung suatu alat yang berfungsi
untuk menopang beban motor,beban masa penumpang dan menerima gaya
tarik dari rantai yaitu GANDAR. Gandar adalah menopang bagian mesin yang
diam,berayun atau berputar tetapi tidak menderita momen putar. Peranan
gandar terhadap sebuah komponen kendaraan sangat penting. Oleh karena
itu,penulis mengambil “Perhitungan Poros (GANDAR) pada Kawasaki Ninja
R 150cc”sebagai judul dari tugas ELEMIN MESIN 1.
1.2 Tujuan dan Manfaat Penulisan
Sasaran yang dicapai dalam mengambil tugas elemen mesin 1 ini
adalah sebagai berikut:
1. Sebagai salah satu syarat dalam menempuh gelar Sarjana Teknik (ST) di
UNIVERSITAS SINGAPERBANGSA KARAWANG.
2. Mampu merencanakan elemen-elemen mesin yang berdasarkan
perhitungan-perhitungan secara sistematis dan sekaligus
mengimplementasikan, mengaplikasikan teori yang dilihat secara
langsung dilapangan.
3. Menerapkan kajian teritoritis dalam bentuk bangun elemen mesin 1
khususnya pada Gandar (poros) Kawasaki Ninja R 150cc.

8. 2
1.3 Batasan Masalah
Berdasarkan dalam bagian gandar yang terdiri dari beberapa jenis
maka permasalahan yang akan dibahas adalah:
1. Prinsip kerja poros belakangs roda pada Kawasaki Ninja R 150cc.
2. Ukuran perhitungan Gandar.
3. Gambar kerja dengan ukuran yang diperoleh dari lapangan.
1.4 Metode Perancangan
Pada perencanaan gandar ini akan dibahas secara sistematis yang
memuat data-data yang diperoleh dilapangan serta rumus-rumus yang
berkaitan dengan masalah yang diambil serta dilengkapi dengan studi
dilapangan.
1.5 Sistematika Penulisan
Sistematika penulisan yang diterapkan dalam tugas elemen mesin ini
adalah sebagai berikut:

9. 3
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Prinsif Kerja dan Fungsi Poros
 Definisi dan Fungsi Poros
Poros adalah suatu bagian stasioner yang beputar, biasanya
berpenampang bulat dimana terpasang elemen-elemen seperti roda gigi
(gear), pulley, flywheel, engkol, sprocket dan elemen pemindah lainnya. Poros
bisa menerima beban lenturan, beban tarikan, beban tekan atau beban puntiran
yang bekerja sendiri-sendiri atau berupa gabungan satu dengan lainnya. (Josep
Edward Shigley, 1983)
Poros dalam sebuah mesin berfungsi untuk meneruskan tenaga melalui
putaran mesin. Setiap elemen mesin yang berputar, seperti cakra tali, puli
sabuk mesin, piringan kabel, tromol kabel, roda jalan, dan roda gigi, dipasang
berputar terhadap poros dukung yang tetap atau dipasang tetap pada poros
dukung yang berputar. Contoh sebuah poros yang hanya untuk menompang
bagian mesin yang diam,berayun dan tidak berputar yaitu poros AS - roda
KAWASAKI NINJA 150 R, ,
Gambar 1.1 As- Roda belakang Kawasaki Ninja R 150 CC.

10. 4
Untuk merencanakan sebuah poros, perlu diperhitungkan gaya yang
bekerja pada poros di atas antara lain: gaya dalam akibat beratnya (W) yang
selalu berpusat pada titik gravitasinya. Gaya (F) merupakan gaya luar
arahnya dapat sejajar dengan permukaan benda ataupun membentuk sudut α
dengan permukanan benda. Gaya F dapat menimbulkan tegangan pada poros,
karena tegangan dapat rimbul pada benda yang mengalami gaya - gaya. Gaya
yang timbul pada benda dapat berasal dari gaya dalam akibat berat benda
sendiri atau gaya luar yang mengenai benda tersebut. Baik gaya dalam
maupun gaya luar akan menimbulkan berbagai macam tegangan pada
kontruksi tersebut
 Macam Macam Poros
 Poros Transmisi
Poros transmisi berfungsi untuk memindahkan tenaga mekanik salah
satu elemen mesin ke elemen mesin yang lain. Poros transmisi mendapat
beban puntir murni atau puntir dan lentur yang akan meneruskan daya ke
poros melalui kopling, roda gigi, puli sabuk atau sproket rantau, dan lain-lain.
Gambar .1.2 poros transmisi
 Poros Spindel
Poros transmisi yang relatif pendek, seperti poros utama mesin
perkakas, di mana beban utamanya berupa puntiran, disebut spindle. Syarat

11. 5
yang harus dipenuhi poros ini adalah deformasinya harus kecil dan bentuk
serta ukurannya harus teliti
Gambar 1.3 poros spindle
 Gandar
Poros ini dipasang diantara roda-roda kereta barang,dimana tidak
menerima beban puntir,bahkan tidak boleh berputar,tapi hanya menerima
beban lentur.
Gambar 1.4 gandar
 Berdasarkan Bentuk Poros
 Poros lurus
Adalah poros yang berbentuk lurus biasanya ditempatkan pada
konstruksi mesin

12. 6
Gambar.1.5 poros lurus
 Poros engkol
Adalah bagian dari mesin yang dipakai untuk merubah gerakan naik
turun dari torak menjadi gerakan berputar.Poros engkol yang kecil sampai
yang sedang biasanya dibuat dari satu bahan yang ditempa kemudian dibubut,
sedangkan yang besar-besar dibuat dari beberapa bagian yang disambung-
sambung dengan cara pengingsutan.
Didalam praktek dikenal 2 macam poros enkol yaitu :
o Poros Engkol tunggal
Poros ini terdiri dari sebuah poros engkol dan sebuah pen engkol.
Kedua-duanya diikat menjadi satu oleh pipi engkol yang pemasangannya
menggunakan cara pengingsutan. Pipi engkol biasanya dibuat daripada baja
tuang, sedangkan pen engkolnya dari pada baja St.50 atau St.60. jarak antara
sumbu pen engkol dengan sumbu poros engkol adalah setengah langkah
torak.
Gambar 1.6 poros engkol tunggal

13. 7
o Poros Engkol Ganda
Poros engkol ini mempunyai 2 buah pipi engkol terdiri dari satu
bahan sedang pemasangan poros engkolnya adalah degan sambungan
ingsutan. Poros-poros engkol ini bahan dibuat dari besi tuang khusus.
Disamping harga pembuatannya lebih ringan, besi tuang itu mempunyai sifat
dapat menahan getaran-getaran.
 Hal- hal yang harus diperhatikan dalam merencanakan poros
1. Kekuatan poros
Poros transmisi akan menerima beban puntir (twisting moment), beban
lentur (bending moment) ataupun gabungan antara beban puntir dan lentur.
Dalam perancangan poros perlu memperhatikan beberapa faktor, misalnya
kelelahan, tumbukan dan pengaruh konsentrasi tegangan bila menggunakan
poros bertangga ataupun penggunaan alur pasak pada poros tersebut. Poros
yang dirancang tersebut harus cukup aman untuk menahan beban-beban
tersebut..
2. Kekakuan Poros
Meskipun sebuah poros mempunyai kekuatan yang cukup aman dalam
menahan pembebanan tetapi adanya lenturan atau defleksi yang terlalu besar
akan mengakibatkan ketidaktelitian (pada mesin perkakas), getaran mesin
(vibration) dan suara (noise). Oleh karena itu disamping memperhatikan
kekuatan poros, kekakuan poros juga harus diperhatikan dan disesuaikan
dengan jenis mesin yang akan ditransmisikan dayanya dengan poros tersebut.
3. Putaran Kritis
Bila putaran mesin dinaikan maka akan menimbulkan getaran
(vibration) pada mesin tersebut. Batas antara putaran mesin yang mempunyai
jumlah putaran normal dengan putaran mesin yang menimbulkan getaran yang
tinggi disebut putaran kritis. Hal ini dapat terjadi pada turbin, motor bakar,
motor listrik, dll. Selain itu, timbulnya getaran yang tinggi dapat
mengakibatkan kerusakan pada poros dan bagian-bagian lainnya. Jadi dalam

14. 8
perancangan poros perlu mempertimbangkan putaran kerja dari poros tersebut
agar lebih rendah dari putaran kritisnya
4. Korosi
Apabila terjadi kontak langsung antara poros dengan fluida korosif
maka dafat mengakibatkan korosi pada poros tersebut,misalnya pada propeller
shaaftpada pompa air.Oleh karena itu pemilihan bahan-bahan poros harus
yang tahan korosi dan perlu mendapaat prioritas utama
5. Bahan Poros / Material poros
Poros yang digunakan untuk putaran tinggi dan beban yang berat pada
umumnya dibuat dari baja paduan ( Alloy Steel ) dengan proses pengerasan
kulit ( Case Hardening ) seninggga tahan terhadap keausan .Beberapa
diantaranya adalah baja krom nikel,baja krom nikel molebdenum,baja krom
molibden,dll. Sekalipun demikian ,baja paduan khusus tidak selalu dianjurkan
jika alasannya karena putan tinggi dan pembebanan-nya yang sangat berat.
Dengan demikian perlu dipertimbangkan dalam memilih bahan poros yang
sesui dengan actual dilapangan baik dalaam proses heat treatment yang tepat
sehingga dapat diperoleh kekuatan yang maksimal
2.2 Perhitungan Beban Elemen Mesin
Gambar 1.7 poros yang terkena beban lentur

15. 9
ANALISA PERHITUNGAN PEMBENANAN
Gambar 1.8 Motor Kawasaki Ninja 150 R
 Data perencanaan
- Jarak roda = 1950 mm
- Berat motor = 124,5 mm
- Daya maximum = 22,1 KW/ 10.500 Rpm
- Top speed = 100 km/jam
- Berat penumpang = 120 kg
- Koefisiengesekan static antara ban dengan aspal (µ) = 0,3
- Jarak pengereman 10 m pada kecepatan 60 km/jam = 16,67 m/s
 Mencari percepatan (a)
V(t) = vo + at a = vo² / 2s
0 = vo + at = ( 16,67 ) ² m/s
Vo = - at 2 x 10 s
t = - vo / a = 13,8 m/s
s = vot – ½ at²
= vo² / 2a

16. 10
 Menghitung beban kendaraan
Gambar 1.9 Analisa Beban
Rumus untuk mencari beban kendaraan
W = Berat penumpang + Berat motor x Grafitasi bumi
Dimana : W = Berat total
m1 = Berat penumpang (kg)
m2 = Berat motor (kg)
 Diagram Benda Bebas Dinamis Mencari Kecepatan
Gambar 2.0 Analisa mencari kecepatan
Dimana : m = 2396,1 kg
A = 13,8 m/s
maka rumusnya adalah Fx = m x a

17. 11
 Reaksi tumpuan pada roda dalam keadaan statis
Gambar 2.1 DBB tumpuan roda dalam keadaan statis
Rumus mektek-nya adalah :
∑ FX = 0 → RAX = 0
∑ FY = 0 → RAY + RBY – M1 – M2 = 0
RAY + RBY = ………N
∑ MA= 0 → – M1 ( R ) – M2 ( R ) + RBY ( R ) = 0
RBY = ………….N
RAY + RBY = ………N
RAY=……….N
 Diagram Benda Bebas Roda Belakang
Gambar 2.2 Analisa tumpuan roda

18. 12
Dimana : I = 3,06 kg𝑚2
r = 450 mm
= m
Maka α = a / r
= rad /detik
Jadi Diagram Momennya adalah
∑ M/P = 0 + fb x r + I x a – M – µ = 0
Fb = M/r – I x a – M – µ
Fb = a ( W / q + I / 𝑟2
) – I x a / r + µ
Fb = ……….N
 Analisa Momen Gaya Geser Poros Roda Belakang
Gambar 2.3 Analisa poros dengan tumpuan dudukan
DIAGRAM BENDA BEBAS ( DBB )
Gambar 2.4 DBB

19. 13
Untuk mencari beban motor maka
m = berat penumpang + berat motor
= ………….. kg
Dalam hal untuk menentukan berapa besar gaya yang diterima poros
Dengan menggunakan rumus :
W = m x g
Dimana : W = gaya total ( kg )
m = massa ( kg )
g = gaya grafitasi bumu nilainya adalah 9,8
Reaksi- reaksi pada batang poros
∑ F X = 0
∑ F Y = 0 - F1 + RAY + RBY – F2 = 0
RAY + RBY =…………N
∑ M A = 0 -F1 ( R ) – RBY ( R ) + F2 ( R ) = 0
RBY = ………N
RAY + RBY = 0
RAY = ………..N
 Diagram Gaya Geser
 Diagram Momen Geser
POROS DENGAN BEBEAN LENTUR MURNI
Poros untuk mesin pada umumnya terbuat dari baja batang yang ditarik
dingin dan difinis, baja karbon konstruksi mesin ( disebut bahan S-C ) dihasilkan
dari bahan ingot yang dikil ( baja yang dideoksidasikan dengan ferro silicon dan
dicor, yang akan menghasilkan kadar karbon terjamin. Jenis – jenis baja S-C
beserta dengan kekuatan tariknya dapat dilihat pada Tabel 2.1 . ( sularso hal .3 )

20. 14
Tabel 2.1 Baja karbon untuk konstruksi mesin dan baja batang yang difinis
dingin untuk poros
Sumber : Sularso Kiyokatsu Suga,”Dasar Perencanaan Dan Pemilihan Elemen Mesin
hal 3
Poros ( gandar ) dari roda belakang Kawasaki Ninja 150 R tidak dibebani
dengan puntiran melainkan hanya mendapatkan pembebanan lentur saja. Jika
beban pada satu poros didapatkan sebagai
1
2
dari berat kendaraan dengan muatan
maximum dikurangi berat poros dan roda ,maka besarnya momen lentur M1
(kg.mm) yang terjadi pada dudukan roda dapat dihitung.
Dari bahan yang dipilih dapat ditentukan tegangan lentur yang diizinkan 𝜎 𝛼(
kg/mm² ). Diameter 𝑑 𝑠 (mm) yang diperlukan dapat diperoleh dari rumus berikut
ini.
𝝈 𝜶 ≥
𝑴 𝟏
𝒁
=
𝑴 𝟏
(
𝝅
𝟑𝟐
)𝒅 𝒔
𝟑 =
𝟏𝟎,𝟐𝑴 𝟏
𝒅 𝒔
𝟑 (Sularso,hal 12)
𝒅 𝒔 = [
𝟏𝟎,𝟐
𝝈 𝜶
𝑴 𝟏 ] 𝟏/𝟑
(Sularso, hal 12)
Dalam ,hal ini poros ini juga tidak hanya mendapatkan beban statis saja
melainkan juga dinamis, jika perhitungan 𝑑 𝑠 dilakukakan hanya sekedar untuk
mencakup beban dinamis secara sederhana saja ,maka dalam persamaan kedua
diatas dapat diambil factor keamanan yang lebih besar untuk menentukan 𝜎 𝛼.
Tetapi dalam perhitungan yang lebih teliti, beban dinamis dalam arah tegak dan
Perlakuan Kekuatantarik Keterangan
panas (kg/mm
S30C Penormalan 48
Bajakarbonkonstruksi mesin S35C Penormalan 52
(JISG4501) S40C Penormalan 55
S45C Penormalan 58
S50C Penormalan 62
S55C Penormalan 66
Standardanmacam Lambang

21. 15
medatar harus ditambahkan pada beban statis. Bagian poros dimana dipasangkan
naff roda disebut dengan dudukan roda ,beban tambahan dalam arah vertical dan
horizontal menimbulkan momen pada dudukan roda inti.
Poros yang digerakan oleh penggerak mula juga mendapatkan beban puntir
. Namun demikian poros ini dapat dianggap sebagai poros pengikut dalam berarti
dengan cara mengalikan ketiga harga momen tersebut diatas (yang ditimbulkan
oleh gaya – gaya statis, vertical dan horizontal) dengan factor tambahan (m) pada
Tabel 2.2.
Tabel 2.2 Faktor tambahan tegangan pada gandar
Pemakaian Gandar Faktor Tambahan
Tegangan m
Gandar pengikut (tidak termasuk gandar dengan rem
cakra)
1,0
Gandar yang digerakan;ditumpu pada ujungnya 1,1-1,2
Gandar yangdigerakan ;lentur silang 1,1-1,2
Gandar yang digerakan ; lenturan terbuka 1,2-1,3
Sumber : Sularso Kiyokatsu Suga,”Dasar Perencanaan Dan Pemilihan Elemen Mesin hal 3
Simbol dari bagian perangkat roda dapat diliha pada Gambar 2.3

22. 16
Gambar 2.3 Gandar (Poros Roda Belakang)
Rumus – rumus dari JIS 4501 adalah sebagai berikut :
𝑴 𝟏 = ( j – g )W/4 (Sularso,hal 13)
Dimana: 𝑀1 = Momen pada tumpuan roda karena beban statis (kg.mm)
j = Jarak bantalan radial (mm)
g = Jarak telapak roda (mm)
W = Beban statis pada satu gandar (kg)
𝑴 𝟐 = 𝜶 𝒗 . 𝑴 𝟏 (Sularso,hal 13)
Dimana: 𝑀2 = Momen pada tumpuan roda karena gaya vertical tambahan
(kg.mm)
𝛼 𝑣 = Beban tambahan karena gerakan vertical / Beban statis
𝑀1 = Momen pada tumpuan roda karena beban statis (kg.mm)
P = 𝜶𝒍 . W (Sularso,hal 13)
Dimana: P = Beban horizontal (kg)

23. 17
𝛼𝑙 = Beban horizontal / Beban statis pada satu gandar
W = Beban statis pada satu gandar (kg)
𝑸 𝒐 = P. ( h / j ) (Sularso,hal 13)
Dimana; 𝑄 𝑜 = Beban pada bantalan karena beban horizontal (kg)
P = Beban horizontal (kg)
h = Tinggi titik berat (mm)
j = Jarak bantalan radial (mm)
𝑹 𝒐 = P. ( h + r )/g (Sularso,hal 13)
Dimana: 𝑅0 = Beban pada telapak roda karena beban horizontal (kg)
P = Beban horizontal (kg)
h = Tinggi titik berat (mm)
r = Jari – jari telapak roda (mm)
g = Jarak telapak roda (mm)
𝑴 𝟑 = P . r + 𝑸 𝒐(α + l) - 𝑹 𝒐[(α + l) – (j – g)/2]
Dimana: 𝑀3 = Momen lentur pada naaf tumpuan roda sebelah dalam karena
beban
karena beban horizontal (kg.mm)
P = Beban horizontal (kg)
r = Jari – jari telapak roda (mm)
𝑄 𝑜 = Beban pada bantalan karena beban horizontal (kg)
𝑅0 = Beban pada telapak roda karena beban horizontal (kg)
a = Jarak dari tengah bantalan keujung luar naff roda (mm)
l = Panjang naff roda (mm)
j = Jarak bantalan radial (mm)
g = Jarak telapak roda (mm)

24. 18
Harga 𝛼 𝑣 dan 𝛼𝑙 dapat dilihat pada Tabel2.3
Tabel 2.3 Kecepatan kerja terhadap pembebanan
Kecepatan kerja maksimum(km/jam) αv αL
120 atau kurang 0,4 0,3
120-160 0,5 0,4
160-190 0,6 0,4
190-210 0,7 0,5
Sumber : Sularso Kiyokatsu Suga,”Dasar Perencanaan Dan Pemilihan Elemen Mesin hal
Tabel 2.4 Tegangan yang diperbolehkan pada bahan gandar
Bahan gandar
Tegangan yang di perbolehkan
σwb (kg/mm²)
Kelas 1 10,0
Kelas 2 10,5
Kelas 3 11,0
Kelas 4 15,0
Sumber : Sularso Kiyokatsu Suga,”Dasar Perencanaan Dan Pemilihan Elemen Mesin hal 3
Dari hal-hal diatas dapat disimpulkan bahwa :
𝒅 𝒔 ≥ [
𝟏𝟎,𝟐
𝝈 𝒘𝒃
𝒎(𝑴 𝟏+ 𝑴 𝟐 + 𝑴 𝟑 ] 𝟏/𝟑
(Sularso,hal 15)
n =
𝝈 𝒘𝒃
𝝈 𝒃
≥ 1 (Sularso,hal 15)

25. 19
BAB III
Spesifikasi Teknis Elemen Mesin
3.1 Diagram Alir Perancangan Poros dengan Beban Lentur Murni
START
1. Beban statis pada satu gandar w(kg)
Jarak telapak roda g (mm)
Jarak bantalan radial j (mm)
Tinggi titik berat H (mm)
Kecepatan kerja maksimal. V (km/h)
Jari-jari telapak roda r (mm)
2. Momen pada tumpuan roda karena
beban
statis M1(kg.mm)
3. [Beban tambahan karena getaran vertikal ]= αv
[Beban statis]
[ Beban Horizontal ] =αl
[Beban statis pada satu gandar]
4. Momen pada tumpuan roda karena gaya
vertikal tambahan M2 (kg.mm)
5. Jarak dari tengah bantalan keujung luar
naff roda α (mm)
6. Beban horizontal P (kg)
Beban pada bantalan karena beban horizontal Qo (kg)
Beban pada telapak roda karena beban beban horizon-
tal Ro (kg)
7. Momen lentur pada naff tumpuan roda sebelah dalam
karena beban horizontal M3 (kg.mm)
8. Macam ,pemakaian,bahan,perlakuan panas dari roda
Tegangan lentur yang diizinkan menurut macam roda
9. Diameter tumpuan roda
ds (mm)
10. Tegangan lentur pada
tumpuan rods disebelah
dalam naff roda σb((kg.
mm)
11. Faktor keamanan
kelelahan n
12. n:1<
13. Diameter tupuan roda
ds (mm)
Bahan poros
Perlakuan panas
STOP
END
OK

26. 20
3.2 Gambar Skematis Susunan Elemen Mesin
Gambar sistematika
Dimana : a. Engine ( mesin )
b. Gear engine
c. Rantai
d. Gear belakang roda
e. Wheel ( roda )
f. Poros roda belakang
3.3 Gambar Elemen Mesin

27. 21
3.4 Spesifikasi Poros
Poros ini terbuat dari bahan baja E4502 kelas 4 Qwb = 60 kg/mm² dan
batas mulurnya,30 kg/mm² yang dimana sangat baik dalam bidang konstruksi
mesin dengan panjang poros 290 mm,dengan diameter 17 mm.

28. 22
BAB IV
PEMBAHASAN & PERHITUNGAN
4.1 Perhitungan Beban Luar
 Data perencanaan :
 Jarak roda (L) = 1950 mm
 Berat Motor ( M1) = 124,5 mm
 Daya maximum = 22,1 KW / 10500 RPM = 30 HP
 Top Speed ( M2 ) = 100 km/jam = 75 MPH
 Berat penumpang (M2) = 120 kg
 Koefisien gesekan static antara ban dengan aspal (µ) = 0,3
 Jarak pengereman 10 m pada kecepatan 60 km/jam = 16,67 m/s
 Mencari percepatan (a)
V(t) = vo + at a = vo² / 2s
1 = vo + at = ( 16,67 ) ² m/s
Vo = - at 2 x 10 s
t = - vo / a = 13,8 m/s
s = vot – ½ at²
= vo² / 2a

29. 23
 Menghitung beban kendaraan
Gambar 1.9 Analisa Beban
W = M1 + M2 X Grafitasi bumi
= 124,5 kg + 120 kg x 9,8
= 2396,1 kg
 Diagram Benda Bebas Dinamis Mencari Kecepatan
Gambar 2.0 Analisa mencari kecepatan
Dimana : m = 2396,1 kg
a = 13,3 m/s
maka rumusnya adalah Fx = m x a
= 2396,1 kg x 13,3 m/s
= 31868 kg .m/s

30. 24
 Reaksi tumpuan pada roda dalam keadaan statis
Gambar 2.1 DBB tumpuan roda dalam keadaan statis
Rumus mektek nya adalah :
∑ FX = 0 → RAX = 0
∑ FY = 0 → RAY + RBY – M1 – M2 = 0
RAY + RBY – 124,5 – 120 = 0
RAY + RBY = 244,5 kg
∑ MA= 0 → – M1 (975 mm) – M2 (1462,5 mm) + RBY (1950 mm) =
0
(-124,5 x 975mm) – (120 x 1462,5mm) + RBY(1950mm)
= 0
RBY = 296887,5 / 1950
RBY = 152,25 kg.mm²
RAY + RBY = 244,5 kg
RAY + 152,25 kg = 0 kg
RAY = 92, 25 kg.mm²

31. 25
 Diagram Benda Bebas Roda Belakang
Gambar 2.2 Analisa tumpuan rod
Dimana : I = 3,06 kg𝑚2
r = 450 mm
Maka α = a / r
α = 13,8 / 0,45
= 30,66 rad /detik
Jadi Diagram Momennya adalah
∑ M/P = 0 + fb x r + I x a – M – µ = 0
Fb = M/r – I x a – M – µ
Fb = a ( W / g + I / 𝑟2
) – I x a / r + µ
= 13,8 m/s² x
152,25 kg
9,8
+
3,06
(0,45)²
-
3,06 𝑥 30,66
0,45
+0,3
Fb = 20,8 kg.m/s²
 Analisa Momen Gaya Geser Poros Roda Belakang
Gambar 2.3 Analisa poros dengan tumpuan dudukan

32. 26
DIAGRAM BENDA BEBAS ( DBB )
Gambar 2.4 DBB
Dari hasil perhitungan diatas maka :
m =
152,25 𝑘𝑔
2
kg
= 76,125 kg.mm²
Dalam hal untuk menentukan berapa besar gaya yang diterima poros
Dengan menggunakan rumus
W = m x g
= 76,125 x 9,8
= 746,025 kg.mm²
Reaksi- reaksi pada batang poros
∑ F X = 0
∑ F Y = 0,
- F1 + RAY + RBY – F2 = 0
-746 + RAY + RBY - 746 = 0
RAY + RBY = 1492 kg.mm²
∑ M A = 0,

33. 27
-F1 ( R ) – RBY ( R ) + F2 ( R ) = 0
-746(105) - RBY (90) + 746(185) = 0
-RBY(90) + 59680 = 0
-RBY =
59680
90
RBY = - 663 kg.mm²
RAY + RBY = 1492 kg.mm²
RAY – 663 = 1492 kg.mm²
RAY = 2155 kg.mm²
# 0 ≤ x 105 mm
$ ∑ FY = 0
-F1 – V = 0
V = -746 kg
$ ∑ MA = 0 X = 0, M = -746 (0) = 0
- F1 – M = 0 X = 105, M = -746 (105) = -78330
M = -F1 . (X)
# 105 mm ≤ x 195 mm

34. 28
∑ FY = 0
-F1 + RAY – V = 0
V = RAY – F1
= 2155 kg – 746 kg
= 1409 kg
∑ MA = -F1 (X)+ RAY(X – 105) –M = 0
M = -746 X + 2155 X – 226275
= 1409X – 26775
X= 105 M = 1409(105) – 226275 = -78330
X= 195 M = 1409(195) – 226275 = 48480
# 195mm ≤ x 290mm
∑FY = 0
-F1 + RAY – F2 – V = 0
V = RAY – F1 – F2
= 2155 – 746 – 746
= 663
∑MA = 0
-F1(X) + RAY(X-195) + F2(X-290) – M = 0
M = -746(X) + 2155(X-195) + 746(X-290) = 0
= 2155 (X) – 636565

35. 29
X= 195 M = 2155(195) – 636565 = -216340
X= 290 M = 2155(290) – 636565 = -11615
Diagram Gaya Geser
Diagram Momen Geser
Perhitungan dari sebuah gandar (poros As roda)belakang motor Kawasaki Ninja
150 R,seperti di perlihatkan pada gambar 2.3

36. 30
Perhitungan Diameter Poros
Poros ini merupakan penyangga roda belakang pada motor Kawasaki Ninja
150 R yang dimana mendapatkan beban statis sebesar 120 kg ,kecepatan
maximum sebesar 100 (km/h
1. W = m.g/2
= 152,25 x 9,8
= 746,025 atau 746
2. Bahan yang digunakan adalah (lihat ditabel)
3. Jarak telapak roda (g) = 90 mm
4. Jarak bantalan radial (j) = 290 mm
5. Tinggi titik berat (h) = 845 mm
6. Kecepatan kerja maximal (v) = 100 (km/h)
Karena kecepatan max,dibawah 120 km/h maka nilai αv = 0,4 dan αl = 0,3
7. Jari-jari telapak roda (r) = 250 mm
8. M1 = ( j – g ) w/4
= (290 – 90) 746,025/4
= 37301,25
9. M2 = αv . M1
= 0,4 x 37301,25
= 14920,5
10. Jarak dari titik tengah bantalan ke ujung luar naff roda (α) = 105 mm panjang
naff roda (i) = 70 mm
11. P = αl . w

37. 31
= 0,3 x 746,025 mm
= 223,8 mm
12. Qo = P . ( h/j )
= 223,8 x (845/250)
= 652
13. Ro = P ( h + r )/90
= 223,8 ( 845 + 250 )/90
= 2723
14. M3 = P.r + Qo (α + l ) – Ro [(α + l ) – ( j – g )/2
= 223,8 x 250 + 652 (105 +75 ) – 2723 (105+75) – (290 – 90)/2
= 5590 + 117360 – 217840
= - 44530
15. Faktor tambahan tegangan (m) = 0
16. ds = [
10,2
σα
(𝑚) M1. M2M3 ]1/3
= [
10,2
15
(1) 37301,25 + 14920,5 - 44530]1/3
=
10,2
15
14,6
= 13,5 mm »»» ds = 17 mm
17. Tb =
10,2 m ( M1+M2+M3 )
ds3
=
10,2 1 ( 37301,25+14920,5 −44530 )
173
=
78458
4913
= 13,4
18. n =
Qwb
𝑇𝑏

38. 32
= 15 /13,4
= 1,1 (sangat aman)
Jadi hasil perhitungan poros diatas bahwa diameter 17 mm aman digunakan sesui
dengan standard,dan beda 1mm dengan diameter poros actual dilapangan yaitu 18
mm.
 Tegangan geser akibat gaya geser
σv =
4𝑉
3𝐴
Dimana: V = gaya geser (kg/mm²)
=
4 x 633
3 𝑥 227
A = Luas penampang (mm)
= 3,7 kg/mm²
A = ¼ π D²
= ¼ 3,14 (17²)
= 226,8 mm atau 227 mm
 Momen Inersia
J =
π
64
𝑑4
=
3,14
64
174
= 4098 kg/mm²
 Tegangan normal akibat momen lentur
σ =
M max
𝐼
=
148444
4098
= 36,2 kg/mm²
Ml = Fr x L/2
= 152,25 x 1950/2
= 148444 kg/mm

39. 33
BAB V
KESIMPULAN & SARAN
5.1 Kesimpulan
Poros yang dirancang ini digunakan untuk menampang sebuah beban motor
dan beban penumpang yang ditempatkan pada roda belakang pada motor
Kawasaki Ninja 150 R.Berdasarkan hasil perhitungan di atas pada bab-bab
sebelumnya dapat diambil kesimpulan bahwa :
1. Bahan material yang dipergunakan untuk merancang poros roda dengan
beban lentur saja adalah Baja karbon JIS E4502 kelas 4 Qwb = 60
kg/mm² dan batas mulurnya,30 kg/mm²
2. Dari hasil perhitungan diatas bahwa diameter hasil perhitungan diatas
adalah 17 mm,sangat aman digunakan dan lebih 1 mm dengan diameter
ukuran sebenarnya yaitu 18 mm.
5.2 Saran
Dalam merencanakan poros harus kita ketahui dahulu adalah bahan atau
material apa yang harus untuk menahan beban besar,tahan korosi,tegangan
tariknya,batas mulur,dan berapa tegangan maximalnya . sekian dan terima kasih
semoga bermanfaat (END).

40. 34
DAFTAR PUSTAKA
1. Sularso dan K Suga,1991. “Dasar Perencanaan dan Pemilihan ELEMEN
MESIN “,PT Pradya Paramita, Jakarta.
2. Spoot,MF., Design of Machine Elements, Prentice-hall,Marubeni,1986
3. Popov Zainul Astamar,MEKANIKA TEKNIK (Machine Of Materials).edisi
ke dua (versi S1).
4. Van Vlack,Lawrance 1989.Ilmu dan Teknologi Bahan ,Jakarta : Erlannga

41. 35
LAMPIRAN
Tabel 2.0 Diameter poros
Tabel 2.1 Baja karbon untuk konstruksi mesin dan baja batang yang difinis
dingin untuk poros
Perlakuan Kekuatantarik Keterangan
panas (kg/mm
S30C Penormalan 48
Bajakarbonkonstruksimesin S35C Penormalan 52
(JISG4501) S40C Penormalan 55
S45C Penormalan 58
S50C Penormalan 62
S55C Penormalan 66
Standardanmacam Lambang

42. 36
Tabel 2.2 Faktor tambahan tegangan pada gandar
Pemakaian Gandar Faktor Tambahan
Tegangan m
Gandar pengikut (tidak termasuk gandar dengan rem
cakra)
1,0
Gandar yang digerakan;ditumpu pada ujungnya 1,1-1,2
Gandar yangdigerakan ;lentur silang 1,1-1,2
Gandar yang digerakan ; lenturan terbuka 1,2-1,3
Sumber : Sularso Kiyokatsu Suga,”Dasar Perencanaan Dan Pemilihan Elemen Mesin hal 3
Tabel 2.3 Kecepatan kerja terhadap pembebanan
Kecepatan kerja maksimum(km/jam) αv αL
120 atau kurang 0,4 0,3
120-160 0,5 0,4
160-190 0,6 0,4
190-210 0,7 0,5
Tabel 2.4 Tegangan yang diperbolehkan pada bahan gandar
Bahan gandar
Tegangan yang di perbolehkan
σwb (kg/mm²)
Kelas 1 10,0
Kelas 2 10,5
Kelas 3 11,0
Kelas 4 15,0
Sumber : Sularso Kiyokatsu Suga,”Dasar Perencanaan Dan Pemilihan Elemen Mesin hal

43. 37
Tabel 1.2 Baja paduan untuk poros
Standard dan
macam
Lambang Perlakuan panas Kekuatan tarik ( kg/
mm2)
Baja Khrom Nikel
(JIS G 4102)
SNC 2
SNC 3
SNC 21
SNC 22
Pengerasan kulit
Pengerasan kulit
85
95
80
100
Baja
Baja chrom nikel
Molibden
(JIS G 4103)
SNCM 1
SNCM 2
SNCM 7
SNCM 8
SNCM 22
SNCM 23
SNCM 25
Pengerasan kulit
Pengerasan kulit
Pengerasan kulit
85
95
100
105 90
100
120
Baja Khrom
( JIS G 4104)
SCr 3
SCr 4
SCr 5
SCr 21
SCr 22
Pengerasan kulit
Pengerasan kulit
90
95
100
80
85
Baja Khrom
Molibden
(JIS G 4105)
SCM 2
SCM 3
SCM 4
SCM 5
SCM 21
SCM 22
SCM 23
Pengerasan kulit
Pengerasan kulit
Pengerasan kulit
85
95
100
105
85
95
100

44. 38
Tabel Lampiran 1.3 Tabel Standar Baja
Nama Standar jepang
(JIS)
Standar Amerika ( AISI), Inggris( BS) dan
Jerman (DIN)
Baja Karbon
Konstruksi Mesin
S25C
S30C
S35C
S40C
S45C
S50C
S55C
AISI 1025, BS060A25
AISI 1030, BS060A30
AISI 1035, BS060A35, DIN C35
AISI 1040, BS060A40
AISI 1045, BS060A45, DIN C45, CK
45
AISI 1050, BS060A50, DIN St 50.11
AISI 1055, BS060A55
Baja Tempa SF 40,45,50,55 ASTM A 105-73
Baja Nikel Khrom SNC SNC 22 BS 653M31 BS En36
Baja Nikel Khrom
Molibden
SNCM 1
SNCM 2
SNCM 7
SNCM 8
SNCM 22
SNCM 23
SNCM 25
AISI 4337
BS830M31
AISI 8645, BS En100D
AISI 4340, BS817M40, 816M40
AISI 4315
AISI 4320, BS En325
BS En39B
Baja Khrom
SCr 3
SCr 4
SCr 5
SCr 21
SCr 22
AISI 5135, BS530A36
AISI 5140, BS530A40
AISI 5145
AISI 5115
AISI 5120

45. 39
Tabel 1.4 Lampiaran ukuran bantalan (bearing)

46. 40