LAPORAN PROYEK AKHIR
MEKANISME KINEMATIKA RODA DEPAN PADA PERANCANGAN SEPEDA LISTRIK RODA TIGA DENGAN
TEKNOLOGI TILTING AND STEERING FRONT WHEEL
Diajukan sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Ahli Madya
Oleh :
DESTI ANGGRAHINI NIM I8615011
PROGRAM STUDI DIPLOMA TIGA TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SEBELAS MARET SURAKARTA
2018
LAPORAN PROYEK AKHIR
MEKANISME KINEMATIKA RODA DEPAN PADA PERANCANGAN SEPEDA LISTRIK RODA TIGA DENGAN
TEKNOLOGI TILTING AND STEERING FRONT WHEEL
Oleh :
DESTI ANGGRAHINI NIM I8615011
PROGRAM STUDI DIPLOMA TIGA TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SEBELAS MARET SURAKARTA
2018
iii
KATA PENGANTAR
Segala puji bagi Allah SWT yang telah memberikan rahmat, taufik, hidayah serta nikmat berupa sehat sehingga penulis dapat menyelesaikan laporan proyek akhir dengan judul “Mekanisme Kinematika Roda Depan Pada Perancangan Sepeda Listrik Roda Tiga dengan Teknologi Tilting And Steering Front Wheel”.
Laporan proyek akhir ini disusun dalam rangka memenuhi kelulusan tingkat Diploma di Jurusan Teknik, Fakultas Teknik, Universitas Sebelas Maret Surakarta maka selaku mahasiswa dapat mengambil kesempatan dalam proyek akhir ini untuk menerapkan dan menguji ilmu yang diperoleh dari bangku perkuliahan. Laporan ini disusun berdasarkan proyek akhir yang telah dikerjakan.
Dalam penyusunan laporan ini, penulis banyak terbantu dan terdorong dari berbagai macam pihak, maka dari itu penulis mengucapkan terima kasih kepada :
1. Allah SWT yang telah memberikan segala nikmat kepada penulis.
2. Orang tua yang selalu mendoakan penulis.
3. Bapak Wibowo S.T., M.T. selaku pembimbing 1 penulis.
4. Bapak Raymundus Lullus Lambang, S.T selaku pembimbing II penulis sekaligus koordinator proyek akhir.
5. Bapak Dr. Budi Santoso S.T., M.T., selaku Kepala Prodi Diploma III Teknik Mesin.
6. Bengkel Jarjid Modify yang telah menyediakan tempat serta membantu saat pengerjaan proyek akhir.
7. Rat Danumaya yang selalu memotifasi dan menyemangati penulis.
8. LDR Squad yang selalu ada dan menghibur ketika penulis penat.
9. Teman-teman satu tim yang bersama-sama membuat proyek akhir ini.
10. Teman-teman Diploma III Teknik Mesin UNS angkatan 2015 yang selalu membantu ketika penulis membutuhkan bantuan.
Dalam penulisan laporan dengan judul “Mekanisme Kinematika Roda Depan pada Perancangan Sepeda Listrik Roda Tiga dengan Teknologi Tilting and Steering Front Wheel” ini, penulis menyadari masih banyak kekurangan.
iv
Oleh karena itu, kritik dan saran yang membangun sangat diharapkan untuk kesempurnaan laporan ini. Penulis juga berharap, laporan ini dapat bermanfaat bagi pembacanya.
Surakarta, Agustus 2018
Penulis
v
MEKANISME KINEMATIKA RODA DEPAN PADA PERANCANGAN SEPEDA LISTRIK RODA TIGA DENGAN
TEKNOLOGI TILTING AND STERRING FRONT WHEEL DESTI ANGGRAHINI
ABSTRAK
Tugas akhir ini bertujuan untuk merancang dan membuat sepeda listrik roda tiga dengan teknologi tilting and steering front wheel. Laporan ini dikhususkan pada bagian kemudi atau perhitungan kinematika roda depan. Proses pengerjaan kemudi dan kerangka depan sepeda diawali dengan pembuatan desain, memotong bahan, pengelasan, pengeboran, pengecatan, serta merangkai rangkaian yang telah dibuat per partnya. Analisa perhitungan kinematika roda depan meliputi menghitung beban total, menentukan letak titik gravitasi pada sepeda listrik roda tiga, menghitung kecepatan maksimum saat belok, menghitung gaya- gaya yang terjadi pada roda serta menghitung daya yang dibutuhkan sepeda saat menanjak sebesar 10°. Tujuan dari analisa perhitungan kinematika roda depan ini adalah menghitung gaya-gaya yang terjadi pada roda depan. Dari hasil analisa perhitungan sistem kemudi dan kecepatan maksimum yang diijinkan saat belok pada tikungan tajam adalah 12,8 km/jam dengan besar sudut maksimum 36° dapat diperoleh nilai radius(R) sebesar 2,15 m. Gaya yang bekerja pada roda depan sebesar 1079,6 N.dengan gaya gesek maksimum (fmaks) sebesar 23,25 N serta daya yang dibutuhkan sebesar 3880,25 Watt.
Kata kunci : sepeda listrik roda tiga, tilting and steering, kinematika roda depan sepeda.
vi
MECHANISM FRONT WHEEL WHEEL TECHNOLOGY TILTING AND STERRING FRONT WHEEL
DESTI ANGGRAHINI ABSTRACT
This final project aims to design and make electric bicycles with tilting and steering wheel front wheel technology. This report is devoted to the steering wheel or front wheel kinematics calculations. The process of steering and the front of the bicycle begins with the design of making, cutting materials, welding, drilling, painting, and stringing the series that have been made per partnya.
Analysis of front-wheel kinematics calculation calculates the total load, determines the location of the gravity point on the electric tricycle, calculates the maximum speed at turn, calculates the forces that occur on the wheel and calculates the required power of the bike as it rises by 10 °. The purpose of this front-kinematics calculation analysis is to calculate the forces that occur on the front wheel. From the results of the calculation of steering system and maximum allowable speed when turning on a sharp turn is 12.8 km / h with a maximum angle of 36 ° can be obtained radius value (R) of 2.15 m. The force working on the front wheels of 1079,6 N with a maximum frictional force (fmax) of 23,25 N and the required power of 3880,25 Watt.
Keywords: electric bicycle tricycle, tilting and steering, front wheel bicycle kinematics.
vii
DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL ... i
LEMBAR BERITA ACARA PENDADARAN ... ii
KATA PENGANTAR ...iii
ABSTRAK ... v
DAFTAR ISI... vii
DAFTAR GAMBAR ...ix
DAFTAR TABEL...xi
BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Masalah ...1
1.2 Rumusan Masalah ...2
1.3 Batasan Masalah ...2
1.4 Tujuan Proyek Akhir ...2
1.5 Manfaat Proyek Akhir ...2
1.6 Sistematika Penulisan ...3
BAB II DASAR TEORI 2.1 Sepeda Listrik Roda Tiga ...5
2.2 Mekanisme Kinematika ... 5
2.3 Tilting pada Sepeda Roda Tiga...6
2.4 Pengertian Sistem Kemudi...13
2.5 Komponen Sistem Kemudi ...14
2.6 Konstruksi Kemudi Sepeda Listrik Roda Tiga ...19
2.7 Center of Grafity ...21
2.8 Perhitungan Kinematika Dinamika...23
2.9 Perhitungan Gaya-gaya Kendaraan...24
BAB III PERENCANAAN DAN PERHITUNGAN 3.1 Tahapan Proses Perencanaan ...27
3.2 Sketsa Sepeda Listrik Roda Tiga...29
3.3 Analisa Kinematika roda depan(kemudi)...33
3.4 Perhitungan Daya...43
BAB IV PROSES PRODUKSI 4.1 Sistem Mekanis ... 49
4.2 Proses Perakitan Sepeda Listrik Roda Tiga ...50
4.3 Perawatan Sepeda Listrik Roda Tiga ...54
4.4 Biaya Keseluruhan...55 BAB V PENUTUP
viii
5.1 Kesimpulan ...56 5.2 Saran ...56 DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN
ix
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Sepeda Listrik Roda Tiga dengan teknologi Tilting and Steering
Front Wheel ... 5
Gambar 2.2 Tilting Three Wheel saat Tilting Lock dikencangkan ...7
Gambar 2.3 Tilting Three Wheel saat Tilting Lock dikendurkan ...7
Gambar 2.4 Peugeot Metropolis Tegak ...8
Gambar 2.5 Peugeot Metropolis Tilting...9
Gambar 2.6 Yamaha Tricity saat Tegak ...9
Gambar 2.7 Yamaha Tricity saat Tilting...10
Gambar 2.8 Performa Rem Maksimal ...10
Gambar 2.9 Cornering Stability...11
Gambar 2.10 Hnadling Stability ...11
Gambar 2.11 Paralelogram Link pada Tricity...12
Gambar 2.12 Sistem Kemudi ... 14
Gambar 2.13 Gigi Kemudi Tipe Recirculating Ball...15
Gambar 2.14 Sambungan Kemudi ...16
Gambar 2.15 Steering Main Shaft...16
Gambar 2.16 Pitman Arm ...17
Gambar 2.17 Relay Rod ...17
Gambar 2.18 Tie Rod ...18
Gambar 2.19 Tie Rod End ...18
Gambar 2.20 Knuckle arm ... 19
Gambar 2.21 Resultan Gaya saat berbelok ... 21
Gambar 2.22 Titik Pusat Koordinat ... 22
Gambar 2.23 Kinematika dan Dinamika...23
Gambar 2.24 Gaya gesek ...24
Gambar 2.25 Gaya sentrifulgal kendaraan...25
Gambar 3.1 Tahapan Proses Perencanaan ...26
Gambar 3.2 Desain Sepeda Listrik Roda Tiga ...30
Gambar 3.3 Rangka ...31
Gambar 3.4 Suspensi...31
Gambar 3.5 Roda BLDC ... 32
Gambar 3.6 Baterai ...32
Gambar 3.7 Kontroler ...33
Gambar 3.8 Skema Titik Koordinat dari sepeda listrik roda tiga ...35
Gambar 3.9 Center of Grafity ...36
Gambar 3.10 Radius Kendaraan saat belok ...37
Gambar 3.11 Gaya Sentrifugal...38
Gambar 3.12 Titik Berat Kendaraan ...39
Gambar 3.13 Titik Berat Kendaraan Wf dan Wr ...40
Gambar 3.14 Grafik SFD dan BMD ...42
Gambar 3.15 Gaya saat sepeda listrik pada tanjakan dengan kemiringan 100...43
Gambar 3.16 Koefisien Rolling Resistance ...44
Gambar 3.17 Skema putaran roda belakang ...47
Gambar 4.1 Komponen Sepeda Listri Roda Tiga ...49
x
Gambar 4.2 Rangka Sepeda Listrik ...51
Gambar 4.3 Rangka dengan as dan ban ...51
Gambar 4.4 Pemasangan sistem kemudi...52
Gambar 4.5 Suspensi...52
Gambar 4.6 Dinamo BLDC...53
Gambar 4.7 Rem Cakram...53
Gambar 4.8 Proses penghalusan sambungan ...54
x
DAFTAR TABEL
Tabel 3.1 Spesifikasi Motor BLDC...43 Tabel 3.2 Coefficient Rolling Resistance ...45 Tabel 4.3 Biaya Keseluruhan ...55
