Diktat Kinematika dan Dinamika Mesin

diktat
KINEMATIKA DAN
DINAMIKA MESIN
Mes 233
[Untuk mesin yang bergerak lambat, gaya inersia yang bekerja
sangat kecil dibanding gaya beratnya, sedangkan untuk mesin yang
bergerak sangat cepat, perlu dipertimbangkan gaya-gaya dinamik
yang bekerja. Berdasarkan beban-beban yang bekerja, kita dapat
menentukan dimensi dan matrial yang harus kita pilih untuk
merancang mesin itu.]

Wahidin Abbas

KATA PENGANTAR
Dalam perencanaan elemen mesin, hal yang sangat vital untuk
dipertimbangkan adalah beban yang akan bekerja pada mesin
tersebut. Untuk mesin yang bergerak lambat, gaya inersia yang
bekerja sangat kecil dibanding gaya beratnya, sedangkan untuk
mesin yang bergerak sangat cepat, perlu dipertimbangkan gayagaya dinamik yang bekerja. Berdasarkan beban-beban yang
bekerja, kita dapat menentukan dimensi dan matrial yang harus
kita pilih untuk merancang mesin itu.

Pada kesempatan ini, penulis mengucapkan terima kasih yang
sebesar-besarnya kepada istri dan anak-anak penulis atas
pengertian dan kesabaran mereka, terlebih karena kurangnya
perhatian pada saat penulisan buku ini.
Semoga buku ini bermanfaat bagi para mahasiswa. Penulis
menyadari masih banyak kekurangan dalam buku ini. Oleh karena
itu, segala saran dan kritik akan penulis terima dengan senang
hati.

Yogyakarta, Tahun 2013
Penulis

i

DAFTAR ISI
Halaman
KATA PENGANTAR ………………………………………………….. i
DAFTAR ISI …………………………………………………………… ii
BAB I KINEMATIKA
A. Lintasan Partikel …………………………........................

1. Hubungan kecepatan linier dengan sudut .............
2. Hubungan percepatan linier dengan sudut ...........
B. Gerakan Absolut dan gerakan relatif ………...............

2
3
5
7

BAB II KECEPATAN RELATIF
A. Metode Poligon Kecepatan …………………..................
B. Metode Bayangan ………............................................
C. Kecepatan Sudut …………………................................
D. Kecepatan titik berimpit ………………………...............
CONTOH SOAL ………………..........................................
SOAL LATIHAN …………………………………………………..

10
13
14

14
15
22

BAB III METODE PUSAT SESAAT
A. Difinisi ……………………………………..........................
B. Menentukan pusat kecepatan sesaat ………………….
C. Berbagai kondisi pusat kecepatan sesaat ……………..
D. Teori Kinnedy …….....................................................
E. Jumlah pusat kecepatan sesaat ................................
F. Metode diagram lingkaran ........................................
CONTOH SOAL .............................................................
SOAL LATIHAN .............................................................

26
27
28
29
30
30

33
39

BAB IV PENERAPAN PUSAT KECEPATAN SESAAT
A. Perinsip-prinsip Dasar ……………………………………...
B. Mekanisme 4 batang hubung ……………………………..
CONTOH SOAL .............................................................
SOAL LATIHAN .............................................................

41
45
49
54

BAB V PERCEPATAN RELATIF
A. Percepatan Normal dan Percepatan Tangensial ……...
B. Metode Bayangan …………………….............................
C. Percepatan Sudut ……………………............................
D. Percepatan titik berimpit ………………….....................
E. Mekanisme Kontak menggelinding ............................

57
61
62
62
65

ii

F. Penggunaan titik bantu untuk analisa
mekanisme komplek ..................................................
CONTOH SOAL .............................................................
SOAL LATIHAN .............................................................

68
76
83

BAB VI ANALISIS GAYA STATIK DALAM MESIN
A. Tiga gaya tak sejajar .................................................

B. Empat gaya tak sejajar .............................................
C. Dua gaya sejajar .......................................................
D. Dua gaya hampir sejajar ..........................................
E. Diagram benda bebas ..............................................
F. Pemindahan Gaya pada suatu Mesin .......................
G. Mekanisme Hand Press ............................................
CONTOH SOAL .............................................................
SOAL LATIHAN .............................................................

87
89
90
91
92
96
98
99
103

BAB VII ANALISIS GAYA DINAMIK METODE GRAFIS

A. Hukum Nowton …….................................................
B. Metode Dinamik …………………….............................
C. Gaya-gaya Inersia ……………………............................
D. Mekanisme engkol peluncur …………………................
CONTOH SOAL .............................................................
SOAL LATIHAN .............................................................

107
108
109
113
117
128

BAB VIII PENYEIMBANG MASSA BERPUTAR
A. Penyetimbanagan Statik ............................................
B. Penyetimbangan Dinamik .........................................
CONTOH SOAL .............................................................
SOAL LATIHAN .............................................................

132
134
138
148

BAB IX PENYEIMBANG MASSA BOLAK-BALIK
DI BEBERAPA BIDANG
A. Gaya Guncang dalam mesin segaris Silinder Jamak ...
B. Gaya Guncang dan Penyetimbangannya ......................
C. Mesin V ......................................................................
D. Penyetimbang Mesin V ...............................................
E. Pengendalian Torsi Input dan Analisis Roda Gila .......
SOAL LATIHAN .............................................................

151
155
162
163
166
170

DAFTAR PUSTAKA ................................................................ 174

iii