KINEMATIKA DAN DINAMIKA TEKNIK

• MOBILITAS DARI MEKANISME

• HUKUM GRASHOF

KINEMATIKA DAN DINAMIKA

SATUAN

2

KINEMATIKA DAN DINAMIKA

ILMU TEKNIK

3

Definisi Reuleaux:

Mesin: kombinasi dari hambatan tubuh benda sehingga mengalami pengaturan gaya mekanik yang dapat melakukan kerja dengan gerakan tertentu yang telah ditentukan

Mekanisme: kombinasi tahanan tubuh, yang dihubungkan dengan pengait (yang bisa diubah), untuk membentuk rantai kinematik yang bertujuan untuk menstransformasi gerak

Struktur: mirip dengan mekanisme, tapi tujuannya bukan untuk menghasilkan gerak atau kerja. Struktur dibuat dengan masksud agar benda menjadi rigid/kokoh.

KINEMATIKA DAN DINAMIKA

ILMU TEKNIK

4

KINEMATIKA DAN DINAMIKA

ILMU TEKNIK

5

KINEMATIKA DAN DINAMIKA

DEGREE OF FREEDOM (DOF) ATAU MOBILITY

Mobilitas sistem mekanik dapat diklasifikasina berdasarkan jumlah DOF yang mungkin. Sistim DOF adalah jumlah parameter bebas yang secara khusus mendefinisikan ruang dan waktu (translasi atau rotasi)

Contoh: Sistim pensil yang berada di suatu bidang memiliki 3 DOF

6

KINEMATIKA DAN DINAMIKA 7

DOF benda padat di ruang DOF benda padat di bidang

DEGREE OF FREEDOM (DOF) ATAU MOBILITY

KINEMATIKA DAN DINAMIKA 8

DEGREE OF FREEDOM (DOF) ATAU MOBILITY

KINEMATIKA DAN DINAMIKA

JENIS GERAK

MURNI ROTASI

9

Reference line

Reference line

KINEMATIKA DAN DINAMIKA

JENIS GERAK

MURNI TRANSLASI

10

KINEMATIKA DAN DINAMIKA

JENIS GERAK

Gerak Kompleks: Rotasi + Translasi

11

q

KINEMATIKA DAN DINAMIKA

TAUTAN (LINK), GABUNGAN DAN RANTAI MEKANIK

Link adalah benda rigid yang setidaknya terdiri dari 2 titik penghubung ke link yang lain

12

KINEMATIKA DAN DINAMIKA

TAUTAN (LINK), GABUNGAN DAN RANTAI MEKANIK

Gabungan atau pasangan kinematis adalah hubungan diantara 2 atau lebih link.

Pasangan Kinematis:

Lower pair (kontak permukaan): adalah gabungan antara permukaan kontak dengan elemen pasangan.

Higher pair (kontak titik atau garis): adalah gabungan antara titik atau garis dengan elemen pasangan.

13

KINEMATIKA DAN DINAMIKA

TAUTAN (LINK), GABUNGAN DAN RANTAI MEKANIK

Lower Pair:

14

3-D Mechanism

Name (symbol) DOF Contains

Revolute (R) 1 R

Prismatic (P) 1 P

Screw or Helical (H) 1 R + P

Cylindric (C) 2 R+P

Spherical (S) 3 R+R+R

Planar or Flat (F) 3 R+P+P

Planar Mechanism

DOF: Degree of Freedom

KINEMATIKA DAN DINAMIKA

Revolute (R): Rotasi penuh pada 1 titik

15

Dq

KINEMATIKA DAN DINAMIKA

Prismatic (P): translasi penuh pada 1 garis

16

DX

KINEMATIKA DAN DINAMIKA 17

Helical (H):

KINEMATIKA DAN DINAMIKA 18

Cylindric (C) :

KINEMATIKA DAN DINAMIKA 19

Spherical (S):

KINEMATIKA DAN DINAMIKA 20

Flat (F) :

KINEMATIKA DAN DINAMIKA 21

Roll-slide (Setengah) joint

DX

Dq

Linkage against Plane (Force close)

KINEMATIKA DAN DINAMIKA 22

Higher Pair: 2 DOF

Pin in Slot (Form Close)

Dq

DX

KINEMATIKA DAN DINAMIKA

GERAK PADA BIDANG (PLANAR MOTION)

Lower pair atau Full joint : 1 DOF joint

Higher pair, half joint : > 1 DOF, roll-slider

Joint order = Jumlah link - 1

23

Second order pin joint

First order pin jointFirst order pin joint

Second order pin joint

KINEMATIKA DAN DINAMIKA

MENENTUKAN DEGREE OF FREEDOM

Degree of Freedom (DOF): Jumlah koordinat bebas yang diperlukan untuk mendefinisikan posisi.

Dalam Mekanisme Bidang:

1 link pada bidang memiliki 3 DOF

24

KINEMATIKA DAN DINAMIKA

MENENTUKAN DEGREE OF FREEDOM

2 link pada bidang memiliki 6 DOF

25

Dx2

Dy2Dy1

Dx1Dq1 Dq2

KINEMATIKA DAN DINAMIKA

MENENTUKAN DEGREE OF FREEDOM

2 link yang dihubungkan memiliki 4 DOF

26

Dx

Dy

Dq1 Dq2

KINEMATIKA DAN DINAMIKA

MENENTUKAN DEGREE OF FREEDOM

2 link yang dihubungkan dengan roll-slide (setengah) memiliki 5 DOF

27

Dy

Dq1

Dq2

Dx2

Dx1

KINEMATIKA DAN DINAMIKA

MENENTUKAN DEGREE OF FREEDOM

Persamaan Gruebler

DOF atau M = 3L – 2J – 3G

Dimana:

M= DOF atau mobilitas

L= jumlah links

J= jumlah penghubung (joints)

G= jumlah link ground (selalu = 1)

M = 3(L - 1) – 2J

28

KINEMATIKA DAN DINAMIKA

MENENTUKAN DEGREE OF FREEDOM

Modifikasi oleh Kutzbatch menjadi:

M = 3(L – 1)– 2J1 – J2

Dimana:

M= DOF atau mobilitas

L= jumlah links

J1= jumlah DOF pada joint (kondisi full)

J2= jumlah DOF pada joint (kondisi setengah)

Full Joint = 1

Setengah Joint = 0.5

29

KINEMATIKA DAN DINAMIKA

MENENTUKAN DEGREE OF FREEDOM

30

KINEMATIKA DAN DINAMIKA

MENENTUKAN DEGREE OF FREEDOM

31

KINEMATIKA DAN DINAMIKA

CONTOH

32

KINEMATIKA DAN DINAMIKA

CONTOH

33

KINEMATIKA DAN DINAMIKA

CONTOH

34

KINEMATIKA DAN DINAMIKA

CONTOH

1. Jumlah link L = 4

2. Jumlah Joint (Penuh) J=4

3. Jumlah ground link G=1

M = 3(4 – 1) – 2x4

M = 1

35

KINEMATIKA DAN DINAMIKA

HUKUM GRASHOF (4 Link)

“Jumlah link terpendek (S) dan terpanjang (L) pada bidang dengan 4 link haruslah lebih kecil atau sama dengan jumlah link yang tersisa (P dan Q)”

L + S ≤ P + Q

36

KINEMATIKA DAN DINAMIKA

TERIMA KASIH

37