BAB 2.2-Reka Bentuk Mekanikal

BAB 2
APLIKASI TEKNOLOGI

2.2 REKA BENTUK MEKANIKAL

2.2.1 Mengenal Pasti Komponen Mekanikal

1. Sistem mekanikal membolehkan barang berfungsi, bergerak atau berputar.
2. Sistem ini menggabungkan komponen mekanikal untuk menyelesaikan sesuatu tugas.
3. Pelbagai komponen mekanikal digunakan untuk menghasilkan reka bentuk sistem yang

dikehendaki sama ada secara berasingan atau gabungan.
4. Pergerakan mekanikal digunakan untuk memindahkan suatu sumber pergerakan iaitu input,

melalui proses untuk menghasilkan suatu pergerakan yang lain, iaitu output.

INPUT PROSES OUTPUT

(daya dan pergerakan) (sistem kawalan mekanikal) (daya dan pergerakan)

2

Gear Pautan
(Linkage)
Rantai
(Chain)

Bindu Komponen Tuil/Tuas
(Chuck) Mekanikal (Lever)
Galas
bebola Takal
(Ball (Pully)
bearing)

Gelongsor Tali sawat
(Slider) (Belting)

Aci engkol Aci
(Crank sesondol)
shaft)
(Cam
shaft)

3

(A) Gear

■ Berfungsi sebagai penghantar kuasa atau penggerak mesin.
■ Penghantaran ini berlaku menerusi aci yang

memegang gear-gear ini.
■ Arah penghantaran yang dibuat terpulang kepada

kedudukan aci sama ada bersilang, selari atau bersudut.
■ Digunakan untuk menghubungkan semua bahagian yang

berputar dan menukar kelajuan sesebuah mesin.
■ Mempunyai gigi untuk membolehkan gear bersirat

dengan pasangannya.
■ Oleh itu, putaran yang dibuat adalah lebih aktif kerana tidak tergelincir.
■ Jenis-jenis gear yang digunakan adalah seperti yang berikut:

4

Gear taji Gear serong Gear rak dan Gear serong pilin
pinan
• Digunakan untuk • Digunakan untuk • Dikenali sebagai
memindahkan memindahkan • Digunakan untuk gear serong yang
tenaga antara aci tenaga daripada memindahkan mempunyai gigi
yang selari. satu aci kepada satu gerakan putaran heliks.
aci lain yang kepada gerakan
• Contoh : kerja am bersudut. lurus atau 5
seperti kit robot, sebaliknya.
kereta mainan dan • Contoh : mesin
bahagian dalam gerudi tangan dan • Contoh : stereng
enjin empat lejang. tuas pelaras mata kereta, pintu pagar
pemotong mesin elektrik bermotor
gergaji meja. dan tuas pemasuk
mesin gerudi meja.

Gear belitan Gear heliks Gear skru

• Digunakan pada mesin • Digunakan untuk • Juga dikenali sebagai
untuk mengurangkan sistem gear kereta gear heliks bersilang.
kelajuan dan
memindahkan tenaga • Gigi gear ini berbentuk 6
putaran aci pada sudut heliks dan mempunyai
bersilang. mekanisme kelajuan
tinggi.
• Contoh : mekanisme
sejenis bidai dan untuk
menaikkan dan
menurunkan jaring
permainan tenis dan
sepana boleh laras.

Gear dalam Gear tulang hering Gear miter

• Merupakan gear • Digunakan untuk • Satu jenis gear serong
dengan gigi yang mengelakkan isu-isu di mana dua paksi
dipotong di yang berkaitan putaran bersilang.
permukaan dalaman dengan tujahan sisi
silinder. yang dicipta dalam • Berfungsi
penggunaan gear menukarkan arah
heliks. penghantaran.

• Menyerupai dua gear 7
heliks yang diletakkan
sebelah-menyebelah.

(B) Pautan (Linkage)

■ Berfungsi sebagai penghubung sesuatu komponen atau
bahan bagi melengkapkan suatu sistem.

■ Contoh penggunaan pautan adalah seperti yang berikut:

8

(C) Tuil atau Tuas (Lever)

■ Ialah sistem yang berkaitan daya, beban dan fulkrum.
■ Contoh penggunaan tuil atau tuas adalah seperti yang berikut.

9

(D) Takal (Pully)

■ Takal digunakan bersama-sama tali sawat untuk
memindahkan gerakan atau kuasa.

■ Takal merupakan satu mesin ringkas yang menggunakan
roda yang berputar pada gandar.

■ Beban akan menjadi ringan dan mudah diangkat jika takal
digunakan.

10

(E) Tali Sawat (Belting)

■ Tali sawat digunakan untuk menghubungkan
takal pemacu yang dipasang pada enjin atau
motor elektrik dengan takal dipacu.

■ Tali sawat digunakan pada mesin jahit,
mesin gerudi, pemesinan, conveyor belt
dan motosikal berkuasa besar.

11

(F) Aci Sesondol (Cam Shaft)

■ Digunakan dalam kenderaan bermotor seperti kereta.
■ Pergerakan sesondol akan menyebabkan injap terbuka dan

tertutup.
■ Gear aci sesondol dipasangkan bersama dengan aci engkol.
■ Aci sesondol mempunyai gear dan dua buah sesondol.

12

(G) Aci Engkol (Crank Shaft)

■ Berfungsi untuk menukarkan gerakan linear kepada gerakan berputar
seterusnya sebagai penghantar kuasa ke kotak gear untuk
menggerakkan kenderaan.

■ Pada hujung aci engkol terdapat aci penghantar kuasa yang
menukarkan gerakan linear kepada gerakan putaran.

■ Pusingan aci engkol menyebabkan gear aci engkol dan gear aci
sesondol berpusing lalu menggerakkan aci sesondol.

13

(H) Gelongsor (Slider) (I) Galas Bebola (Ball
Bearing)
■ Digunakan untuk mengurangkan
geseran bagi menggerakkan ■ Digunakan untuk mengurangkan
sesuatu komponen. geseran dan melancarkan
pergerakan.
■ Biasanya digunakan dalam
industri yang memerlukan ■ Bertindak sebagai pengantara
pemindahan beban yang berat. bagi objek yang berputar.

■ Beban digerakkan secara ■ Contoh penggunaan adalah
mendatar pada gelongsor. pada bahagian roda kenderaan.

14

(J) Bindu (Chuck) (K) Rantai (Chain)

■ Digunakan bersama mesin ■ Digunakan sebagai pengantara
gerudi untuk mencengkam dan bagi penghantaran kuasa antara
memutarkan mata gerudi. dua gear.

■ Untuk melonggar dan ■ Juga digunakan untuk
mengetatkan rahang mata mengubah pergerakan daripada
gerudi, pengunci bindu (chuck takal pemacu kepada takal yang
key) digunakan. dipacu.

■ Banyak digunakan pada basikal
dan motosikal

15

2.2.2 Bagaimana Sistem Mekanikal Berfungsi pada
Produk yang Dipilih?

1. Sistem mekanikal ialah suatu sistem yang melibatkan penggabungan beberapa komponen
mekanikal yang berfungsi pada produk yang dipilih.

2. Setiap komponen mempunyai fungsinya yang tersendiri.

16

No. Komponen Fungsi

❑ Mengawal pergerakan basikal sama ada ke kiri, ke kanan

1 Hendal atau ke hadapan.
❑ Galas bebola digunakan supaya pengguna dapat

menggerakkan hendal dengan bebas.

❖ Sistem brek digunakan untuk memperlahan atau

2 Brek memberhentikan putaran roda basikal yang sedang
bergerak.

❖ Tuas digunakan pada pemegang pencengkam brek.

✓ Membolehkan basikal bergerak dengan lancar.

3 Roda ✓ Galas bebola yang terletak pada roda membenarkan roda

berputar dengan mudah.

➢ Apabila pedal dikayuh, ia akan berpusing dan menghasilkan

4 Pedal tenaga penghantar kuasa untuk basikal bergerak.
➢ Rantai dan gear digunakan sebagai komponen

penghantaran kuasa.

17

2.2.3 Menghasilkan Lakaran 3D Reka Bentuk Gajet yang
Menggunakan Komponen Sistem Mekanikal yang Dipilih

1. Lakaran perkembangan idea akan dihasilkan setelah idea inovasi yang akan
dilakukan pada gajet sudah dikenal pasti.

2. Elemen dan prinsip reka bentuk harus diambil kira semasa menghasilkan
lakaran tersebut supaya dapat memenuhi kehendak pelanggan serta
mengekalkan fungsi utama sesuatu gajet.

3. Lakaran reka bentuk akhir harus mempunyai maklumat-maklumat yang
berikut:
a) Penggunaan komponen mesti ditunjukkan dengan jelas
b) Jenis bahan pembinaan
c) Fungsi komponen
d) Saiz dan warna yang digunakan

18

Lakaran reka bentuk akhir

19

2.2.4 Menganalisis Kesesuaian Komponen yang Digunakan untuk
Membina Gajet

1. Analisis perlu dilakukan untuk mengenal pasti kesesuaian komponen yang
digunakan untuk membina gajet.

2. Kriteria yang sering digunakan untuk menganalisis kesesuaian komponen
adalah seperti yang berikut:

20

Menganalisis Kesesuaian Komponen yang
Digunakan untuk Membina Gajet

Reka Bentuk Jenis Bahan Kedudukan Kemasan
Komponen Binaan yang Pemasangan
Digunakan Komponen

Reka bentuk Bahan yang Kedudukan Kemasan yang
menepati cita digunakan harus pemasangan digunakan
rasa pelanggan bersesuaian dan komponen dapat menarik dan
dan mempunyai dapat berfungsi mempengaruhi
jenis-jenis pautan dapat melindungi
nilai seperti yang yang digunakan kelemahan yang
kebolehpasaran diharapkan
ada pada
yang tinggi komponen seperti
mudah berkarat

21

3. Jadual analisis kesesuaian komponen gajet adalah seperti yang berikut:

Lakaran Akhir Komponen

Kriteria Penilaian Ya/Tidak Cadangan Penambahbaikan

Reka bentuk komponen Ya

Jenis bahan Tidak Menggunakan aluminium bagi
menggantikan plastik lembut

Kedudukan pemasangan Ya

Kemasan Ya

22

2.2.5 Membuat Rumusan Kekuatan dan Kelemahan Komponen
Sistem Mekanikal yang Dipilih untuk Membina Gajet

1. Hasil rumusan boleh dibuat dalam bentuk jadual.
2. Rumusan yang dibuat haruslah menerangkan kekuatan dan kelemahan

komponen sistem mekanikal yang dipilih untuk membina gajet.
3. Contoh perbandingan kekuatan dan kelemahan sistem mekanikal adalah

seperti yang berikut:

23

Perbandingan kekuatan dan kelemahan sistem mekanikal yang dipilih

Komponen Sistem mekanikal Kekuatan Kelemahan
Pautan
Pemegang Tuas Mempunyai Sukar untuk dibuat
lampu cengkaman yang kuat pelarasan jika diameter
Gelongsor pada hendal basikal hendal basikal berbeza
Pengunci
pemegang Mengambil masa yang Mudah terbuka
singkat untuk sekiranya tidak
lampu dipasang dan dipasang dengan
ditanggalkan kemas
Badan
lampu Badan lampu boleh Bahagian gelongsor
ditanggal dan mudah longgar jika
dipasang dengan terkena gegaran yang
mudah kuat

24

2.2.6 Membina Gajet Mekanikal Berfungsi

1. Peringkat menghasilkan gajet mekanikal berfungsi
melibatkan proses pembinaan model atau produk.

2. Rajah berikut menunjukkan ringkasan proses
pembinaan model atau produk yang berfungsi.

25

3. Proses pembinaan gajet meliputi beberapa peringkat seperti berikut.

(a) •Memberi penjelasan yang lebih terperinci tentang
komponen-komponen yang akan dibina.
Membuat
lakaran •Menyatakan cara-cara komponen tersebut digabungkan
ceraian sehingga menjadi suatu sistem lengkap yang dapat
sistem dan berfungsi.
komponen

•Bahan-bahan untuk pembinaan projek disediakan (b)
dengan mengambil kira kesesuaian pada fungsi serta Menyediakan
proses pembinaan yang akan dilakukan. komponen-

komponen
pembinaan

26

•Menerusi proses pemesinan, pembentukan, tuangan
(c) atau kaedah-kaedah lain yang sesuai.
•Bahan-bahan mentah binaan yang pelbagai saiz atau
Penghasilan rupa akan diubah, dibentuk dan diacuankan kepada
komponen bentuk yang bersesuaian dan mempunyai fungsi yang

tertentu.

•Komponen dipasang untuk menghasilkan satu model (d)
yang lengkap atau produk. Pemasangan

•Setiap komponen mempunyai fungsi yang tertentu dan komponen
saling berkait antara satu sama lain.

27

• Menguji produk yang dihasilkan melalui ujian makmal dan

(e) ujian parameter.
• Produk akan diuji sehingga mencapai tahap keupayaan
Pengujian maksimum iaitu sehingga produk memenuhi spesifikasi.
produk • Sekiranya perlu, penambahbaikan dan pengubahsuaian
boleh dilakukan.

•Kemasan dilakukan untuk menambah nilai estetika (f)
produk supaya produk kelihatan lebih cantik dan dapat Membuat
menarik perhatian pengguna atau pelanggan. kemasan

28

2.2.7 Cadangan Penambahbaikan kepada Sistem Tersebut oleh Murid

❑ Sekiranya sistem yang diguna pakai pada produk itu mengalami kegagalan
dari segi fungsi ataupun kecacatan pada reka bentuk, penambahbaikan
sistem perlu dilakukan.

Cadangan
Penambahbaikan

Rupa Bahan Fungsi Kemasan
bentuk

29

Cadangan Penambahbaikan

(a) •Rupa bentuk yang menarik dapat menarik perhatian
Rupa pembeli.
Bentuk
•Rupa bentuk mesti diberi keutamaan agar produk yang
dibina mempunyai kelebihan berbanding dengan produk
yang sedia ada di pasaran.

•Bahan yang sesuai dengan fungsi komponen mekanikal (b)
amat penting. Bahan

•Contohnya, penggunaan bahan plastik berbanding
dengan bahan logam.

30

Cadangan Penambahbaikan

(c) •Produk dapat melaksanakan fungsi bertepatan dengan
Fungsi tujuan produk itu dihasilkan.

•Contohnya, fungsi jangka tolok ialah untuk menanda
jarak yang sama di atas garisan dan memindahkan jarak
serta ukuran.

•Berfungsi menambahkan daya tarikan produk dan (d)
menutup kelemahan bahan yang digunakan. Kemasan

•Contohnya, kemasan cat disapukan pada permukaan
logam untuk mencegah kelembapan.

31