▷ Apa yang dimaksud dengan mekanisme? (jenis dan contoh)

Artikel ini menjelaskan apa saja mekanismenya dan kegunaannya. Oleh karena itu, Anda akan menemukan pengertian mekanisme, contoh mekanisme, dan apa saja jenis mekanismenya.

Apa itu mekanisme?

Mekanisme adalah sekumpulan elemen mekanis yang memungkinkan manusia melakukan pekerjaan dengan lebih sedikit tenaga dan lebih nyaman.

Lebih tepatnya, mekanisme adalah perangkat yang, berkat sistem transmisi, mengubah suatu gaya atau gerakan.

Oleh karena itu, fungsi suatu mekanisme adalah untuk memudahkan pekerjaan manusia, karena mekanisme digunakan untuk menghasilkan kekuatan atau gerakan yang akan sangat sulit atau bahkan tidak mungkin terjadi tanpanya.

Misalnya, sistem mekanisme mobil memungkinkannya bergerak maju dengan menekan pedal gas dan menggerakkan tuas persneling. Dengan demikian, mekanisme kendaraan mengubah usaha yang dilakukan manusia menjadi gerak maju.

Singkatnya, mekanisme adalah sekumpulan bagian mesin yang mengubah gaya atau gerak masukan menjadi gaya atau gerak keluaran yang diinginkan.

Contoh mekanisme

Setelah kita melihat definisi mekanisme, kita akan melihat beberapa contoh mekanisme untuk lebih memahami konsepnya.

Mekanisme batang-engkol penghubung : mekanisme yang digunakan untuk mengubah gerak linier menjadi gerak melingkar dan sebaliknya.
Mekanisme Cam Follower : Mekanisme non-reversibel yang mengubah gerak putar menjadi gerak linier osilasi.
Mekanisme cacing : mekanisme yang digunakan untuk mentransmisikan gerakan rotasi antara dua sumbu yang tegak lurus.
Mekanisme rak dan pinion : mekanisme reversibel yang memungkinkan Anda beralih dari gerakan melingkar ke gerakan linier.
Roda gesekan : mekanisme yang mentransmisikan gerakan rotasi melalui gesekan.
Hoist : mekanisme yang dibentuk oleh seperangkat katrol yang memungkinkan benda berat dapat dipegang dengan nyaman.
Sprocket : Mekanisme yang digunakan untuk mentransmisikan kecepatan sudut dan daya antara dua gandar.

Jenis mekanisme

Mekanisme transmisi linier

Mekanisme transmisi linier adalah mekanisme yang menerapkan gerak linier dan, sebagai responsnya, menghasilkan gerakan linier lainnya. Oleh karena itu, mekanisme jenis ini mentransmisikan gerakan bujursangkar.

Misalnya, tuas merupakan mekanisme transmisi linier karena pengoperasiannya terdiri dari menggerakkan salah satu ujungnya ke bawah (gerakan linier) dan oleh karena itu, lengan tuas lainnya yang membawa beban bergerak ke atas (gerakan linier). Oleh karena itu, ini adalah mekanisme yang mentransmisikan gerakan linier.

Secara umum, mekanisme jenis ini memungkinkan gaya masukan diubah, sehingga memungkinkan diberikannya gaya yang jauh lebih besar daripada gaya yang diberikan. Mengikuti contoh sebelumnya, timbangan memungkinkan Anda mengangkat benda berat dengan gaya yang lebih kecil dibandingkan jika Anda harus mengangkat beban tanpa alat mekanis.

Mekanisme transmisi melingkar

Mekanisme transmisi melingkar adalah mekanisme yang mempunyai gerak melingkar pada masukannya dan juga mempunyai gerak melingkar pada keluarannya. Jadi mekanisme jenis ini mentransmisikan gerakan rotasi.

Jadi perbedaan antara mekanisme penggerak melingkar dan mekanisme penggerak linier hanyalah jenis gerakan yang ditransmisikannya. Mekanisme transmisi melingkar mentransmisikan gerak rotasi, sedangkan mekanisme transmisi linier mentransmisikan gerak bujursangkar.

Misalnya, sistem katrol yang dihubungkan oleh sabuk merupakan mekanisme transmisi melingkar, karena gerak rotasi katrol masukan dipindahkan ke katrol keluaran.

Mekanisme jenis ini berfungsi untuk mengubah kecepatan sudut, sehingga pada saat mentransmisikan gerak melingkar, kecepatan putarannya ditambah atau dikurangi sesuai kebutuhan.

Untuk melakukan hal ini, kita bermain dengan diameter roda input dan diameter roda output: jika diameter input lebih besar dari diameter output, kecepatan sudut meningkat, sebaliknya jika diameter Inlet lebih kecil daripada diameter saluran keluar, kecepatan sudutnya berkurang.

Sproket dengan rantai, disebut mekanisme rantai-sproket, juga merupakan mekanisme transmisi melingkar. Keuntungan rantai adalah lebih efisien, namun kurang fleksibel dibandingkan sabuk.

Terakhir, roda gigi juga merupakan mekanisme transmisi melingkar, karena merupakan roda bergigi yang giginya saling menyatu dan oleh karena itu, gerakan melingkar diteruskan dari satu roda ke roda lainnya.

Pada dasarnya ada tiga jenis roda gigi: roda gigi lurus yang sumbunya sejajar, roda gigi miring yang sumbunya tegak lurus, dan roda gigi heliks yang giginya berbentuk heliks.

roda gigi pacu

roda gigi miring

roda gigi heliks

Mekanisme Transformasi Gerakan

Mekanisme transformasi gerak mengubah gerak masukan menjadi gerak jenis lain, sehingga gerak masukan dan gerak keluaran berbeda.

Pada dasarnya mekanisme jenis ini mengubah gerak melingkar menjadi gerak linier, atau sebaliknya mengubah gerak melingkar menjadi gerak linier.

Misalnya, mekanisme pengikut bubungan digunakan untuk mengubah gerak melingkar menjadi gerak linier bolak-balik. Mekanisme jenis ini bersifat ireversibel, artinya memungkinkan Anda beralih dari gerak melingkar ke gerak linier, tetapi tidak sebaliknya.

Demikian pula mekanisme rack and pinion digunakan untuk mengubah gerak maju menjadi gerak rotasi. Mekanisme jenis ini bersifat reversibel, sehingga memungkinkan Anda mengubah gerakan melingkar menjadi gerakan linier.

Keuntungan mekanis suatu mekanisme

Keuntungan mekanis suatu mekanisme adalah perbandingan gaya keluaran dengan gaya masukan mekanisme. Oleh karena itu, keuntungan mekanik sama dengan rasio gaya keluaran terhadap gaya masukan.

Jadi rumus menghitung keuntungan mekanik suatu mekanisme adalah sebagai berikut:

$VM=\cfrac{F_s}{F_e}$

Keuntungan mekanis suatu mekanisme juga dapat dihitung dengan membagi kecepatan gaya yang diterapkan dengan kecepatan pergerakan beban. Demikian pula, persamaan ini juga setara dengan perpindahan titik gaya yang diterapkan dibagi dengan perpindahan beban:

$VM=\cfrac{F_s}{F_e}=\cfrac{v_e}{v_s}=\cfrac{d_e}{d_s}$

Emas:

$VM$

adalah keuntungan mekanis.
$F_s$

adalah gaya keluaran.
$F_e$

adalah gaya masukan.
$v_e$

adalah kecepatan masukan.
$v_s$

adalah kecepatan keluar.
$d_e$

adalah jarak yang ditempuh oleh entri tersebut.
$d_s$

adalah jarak yang ditempuh oleh output.

Sebaliknya, jika kita ingin mentransmisikan momen sebagai pengganti gaya, keuntungan mekanis dihitung dengan membagi momen keluaran dengan momen masukan. Misalnya, keuntungan mekanis roda gigi diukur dengan rasio momen yang ditransmisikan.

$VM=\cfrac{M_s}{M_e}=\cfrac{\omega_e}{\omega_s}$

Emas:

$VM$

adalah keuntungan mekanis.
$M_s$

adalah waktu rilis.
$M_e$

adalah waktu masuk.
$\omega_e$

adalah kecepatan sudut masukan.
$\omega_s$

adalah kecepatan sudut keluar.

Kemudian, dari rumus keuntungan mekanik dapat disimpulkan hubungan sebagai berikut:

VM>1 : gaya keluaran lebih besar dari gaya yang diterapkan, sehingga mekanismenya meningkatkan besar gaya. Sebaliknya, jarak yang ditempuh beban lebih kecil dari jarak yang ditempuh oleh titik di mana gaya diterapkan.
VM<1 : gaya keluaran lebih kecil dari gaya yang diterapkan, sehingga mekanisme mengurangi nilai gaya. Akan tetapi, kita memperoleh perpindahan beban yang lebih besar daripada perpindahan yang terjadi pada titik penerapan gaya.
VM=1 : gaya keluaran mekanisme sama dengan gaya yang diberikan padanya. Perpindahan beban dan titik penerapan gaya juga identik. Meskipun jenis mekanisme ini tidak memberikan keuntungan mekanis, mekanisme ini sering kali digunakan untuk mengerahkan tenaga dengan lebih nyaman. Misalnya, katrol sederhana memungkinkan gaya ke bawah untuk mengangkat beban, sehingga lebih mudah untuk mengangkat beban.

Derajat kebebasan suatu mekanisme

Derajat kebebasan suatu mekanisme adalah jumlah kecepatan umum yang diperlukan untuk sepenuhnya menentukan keadaan kinematik suatu mekanisme.

Dengan demikian, jumlah derajat kebebasan suatu mekanisme dihitung dengan menggunakan rumus berikut:

$\displaystyle GL=n_s\cdot GL_s -\sum_k E_k$

Emas:

$GL$

adalah jumlah derajat kebebasan mekanisme.
$n_s$

adalah jumlah padatan atau elemen yang menyusun mekanisme tersebut.
$GL_s$

adalah jumlah derajat kebebasan tiap benda padat. Jika kita mempelajari mekanismenya dalam dua dimensi, setiap benda padat mempunyai 3 derajat kebebasan, namun jika kita bekerja dalam tiga dimensi, setiap benda mempunyai 6 derajat kebebasan.
$E_k$

adalah jumlah batasan yang dikenakan oleh link k .

Perlu dicatat bahwa derajat kebebasan suatu mekanisme merupakan parameter penting untuk menentukan geraknya, karena derajat tersebut bertepatan dengan jumlah persamaan yang diperlukan untuk menggambarkan geraknya.

Apa itu mekanisme?

Contoh mekanisme

Jenis mekanisme

Mekanisme transmisi linier

Mekanisme transmisi melingkar

Mekanisme Transformasi Gerakan

Keuntungan mekanis suatu mekanisme

Derajat kebebasan suatu mekanisme

Tinggalkan komentar Batalkan balasan