Abstrak — Rotary  parkir  adalah  sebuah  alat  untuk  memarkir mobil secara vertikal dengan sistem berputar . Salah satu bagian yang  penting  adalah  sistem  penggerak,  yang  berfungsi  sebagai penggerak utama sistem agar palet bisa digerakkan. Tujuan dari penelitian ini untuk mendesain ulang gearbox sistem penggerak dari rotary parkir  yang  ada  agar  lebih  optimal.  Metode  yang digunakan  dalam  penelitian  ini  adalah  metode  elemen  hingga dengan  menggunakan  software.  Optimasi space  gearbox dilakukan  dengan  mengganti external  gear  existing dengan internal  gear .  Perubahan  jenis gear mengakibatkan  tumpuan berubah sehingga harus dilakukan desain ulang. Optimasi tebal roda gigi dilakukan agar lebih ringan. Hasil yang didapat dari penelitian  ini  adalah  desain  yang  optimal,  yaitu  desain  yang memiliki  berat  total  roda  gigi  terendah  dan  jumlah  tumpuan paling sedikit namun masih memenuhi syarat untuk dikatakan aman.  Desain  optimal  yang  didapat  mengalami  pengurangan berat  total  roda  gigi  sebesar  29.79%  dan  pengurangan  jumlah tumpuan sebesar 75% dibandingkan dengan desain awal.
Kata  Kunci — External  gear,  internal  gear,  gearbox,  simulasi solidworks.

## I. PENDAHULUAN
ENAMBAHAN jumlah kepemilikan mobil dari tahun ke tahun  terus  bertambah.  Tercatat  rata-rata  penambahann mobil  sebesar  ±1000  unit  per  tahun  [1].  Masalah  yang ditimbulkan  dari  semakin  banyaknya  mobil  bukan  hanya kemacetan  lalu  lintas,  tapi  juga  semakin  sempitnya  lahan parkir. Salah satu kategori tempat parkir adalah tempat parkir non-konvensional  ( smart-parkir ).  Salah  satu  contoh smart- parking adalah rotary parkir. Rotary parkir adalah sebuah alat untuk memarkir mobil secara vertikal dengan sistem berputar. Keunggulan  dari  alat  ini  adalah  dengan  megggunakan  area yang sedikit (sekitar 3 mobil) dapat memarkir mobil banyak [2].  Jumlah  mobil  yang  diparkir  tergantung  dari  kapasitas. Secara  garis  besar  beberapa  komponen rotary parkir  antara lain : (1) Structure , (2) Unit Palet, (3) Chain/Link , (4) Sistem Penggerak,  seperti  yang  ditunjukkan  pada  Gambar  1(a). Sistem penggerak berfungsi sebagai penggerak utama sistem agar  palet  bisa  digerakkan.  Penelitian  mengenai  sistem penggerak rotary parking  pernah  dilakukan,  seperti  pada “Design  and  Analysis  of  Rotary  Automated  Car  Parking Sistem” [3] oleh Prasad Pashte, Vaibhav Narkhede, Shubham Nade, Sanket More, dan Yogesh L. Maske dari RMD Sinhgad School  of  Engineering ,  Warje,  Pune,  India.  Penelitian  ini dilakukan  untuk  mendesain  dan  mengembangkan  sistem parkir yang aman dimana sistem tersebut tidak akan merusak kendaraan  dan  sekitarnya.  Pemodelan  dan  simulasi  pada gearbox  menggunakan software Solidworks.  Penelitian mengenai  hal  ini  juga  pernah  dilakukan,  seperti  pada “Modeling and Analysis Gear Box” [4] yang dilakukan oleh Ch.  Ashok  Kumar  dan  Puttapaka  Nagaraju dari Anurag Engineering  College , Telangana,  India.  Penelitian  ini bertujuan untuk  menganalisa  beban-beban  yang terjadi pada
roda  gigi  pada  gearbox  melalui  pemodelan  dan  simulasi menggunakan software Solidworks . Kondisi sistem penggerak  pada rotary parkir  yang  ada,  seperti  yang ditunjukkan  pada  Gambar  1(b), terlihat  bahwa gearbox membutuhkan  banyak  tempat  untuk  pemasangannya,  serta terkesan rumit sehingga untuk proses parakitan menjadi sulit. Padahal  sebaiknya gearbox yang  digunakan  tidak  terlalu banyak  memakan  tempat.  Pada  penelitian  ini,  redesain gearbox dilakukan  untuk  menyederhanakan  konstruksi  dari sistem penggerak tersebut agar tidak terlalu memakan tempat sehingga  proses  perakitan  maupun  perawatan  jadi  lebih mudah. Ukuran roda gigi pada gearbox juga akan dioptimasi untuk  mendapatkan  ukuran  tebal  yang  optimal  guna mengurangi material yang digunakan sehingga menjadi lebih ringan. Sehingga dilakukan penelitian untuk mendesain ulang gearbox rotary parkir agar lebih optimal.

## II. DASAR TEORI

## A. Roda Gigi
Berdasarkan Gambar 2, roda gigi menerima 3 jenis beban yaitu beban tangensial, radial, dan normal. Persamaan untuk menghitung beban-beban tersebut ditunjukkan oleh persamaan 1, 2, dan 3.
(a) (b)
Gambar 1. Rotary Automated Car Parking (a) Unit sistem penggerak (b). [2]
Gambar 2. Free-body diagram gigi. [5]
𝑊 𝑇 = 𝑃 𝑣 𝑥 𝐶 𝑠 (1) 𝑊 𝑁 = 𝑊𝑇 𝐶𝑜𝑠 𝜃 ( 2)
𝑊 𝑅 = 𝑊 𝑁 . 𝑆𝑖𝑛 𝜃
(3) Dimana : W T = Beban tangensial, N P = Power , W v
= Pitch line velocity, m/s= π.d.N/60

## Redesain Gearbox Rotary Parkir Menggunakan Software Berbasis Elemen Hingga
Aang Ferianto dan Alief Wikarta
Teknik Mesin, Fakultas Teknologi Industri, Institut Teknologi Sepuluh Nopember (ITS)
e-mail : wikarta@me.its.ac.id
P
d = Pitch Diameter , m N
= Gear rotation , rpm C s = Service Factor W N
= Beban normal, N
W R
= Beban Radial, N θ = Pressure angle , °(derajat)
Ada 2 jenis tegangan yang dialami roda gigi yaitu tegangan bending (σ t ) yang diakibatkan oleh W T dan tegangan kontak (σ c ) yang diakibatkan oleh W R . Persamaan AGMA digunakan untuk menghitung kedua tegangan tersebut yang ditunjukkan oleh persamaan 4 dan 5.
𝜎 𝑡 = 𝑊 𝑇 𝐾 𝑜 𝑃𝐾 𝑠 𝐾 𝑚
𝐾 𝑣 𝑏𝐽 (4)
𝜎 𝑐 = 𝐶 𝑝 √ 𝑊 𝑇 𝐶 𝑜 𝐶 𝑣 𝐶 𝑠 𝑑𝑏 𝐶 𝑚 𝐶 𝑓 𝐼 (5)

## B. Poros
Beban yang diterima ada poros ada 2 yaitu beban bending dan torsi, maka harus diekivalenkan menggunakan persamaan 6.  Setelah  nilai  torsi  ekivalen  diketahui,  persamaan  7 digunakan untuk menghitung diameter poros. [5]
𝑇 𝑒 = √(𝐾 𝑚 . 𝑀 𝑚𝑎𝑥 ) 2 + (𝐾 𝑡 . 𝑇 𝑚𝑎𝑥 ) 2 (6) Dimana : T e
= Equivalent twisting moment , N.mm M max = Max. bending momen acting at the shaft , N.mm T max = Max. gear torsion , N.mm
K m = Combined Shock and Fatigue Factor for Bending K t = Combined Shock and Fatigue Factor for torsion
T e = π 16 . τ .  d 3 (7)
Dimana : τ
= Allowable shear stress , MPa d = Diameter poros, mm

## III. METODOLOGI PENELITIAN

## A. Kondisi Awal
Untuk  medesain  ulang  (redesain) gearbox sistem penggerak rotary  parking ,  dibutuhkan  spesifikasi  kondisi awal  ( existing ).  Spesifikasi  awal  sistem  penggerak rotary parking dapat  dilihat  pada  Table  1.  Gambar  unit  sistem penggerak  dapat  dilihat  pada  Gambar  3,  sedangkan  untuk gambar  detail  dan  nama  bagian  unit gearbox dapat  dilihat pada Gambar 4. Semua roda gigi pada Gambar 4  mempunyai modul  10,  tebal  gigi  105  mm , pressure  angel 20°,  dengan sistem  20° Full-Depth  Involute  Gear .  Rasio  putaran  yang dihasilkan sebesar 1:10 [2]. Dari Gambar 4 juga bisa diketahui bahwa semua roda gigi merupakan external gear .

## B. Desain Alternatif 1
Pada dasarnya,  dimensi  roda  gigi  pada  desain  alternatif  1 sama dengan desain kondisi awal . Perbedaannya, pada desain alternatif 1 roda gigi 4 menggunakan internal gear agar tidak terlalu banyak memakan tempat. Penggantian jenis roda gigi 4  menyebabkan  desain  tumpuan  harus  dirubah,  sehingga proses desain ulang harus dilakukan. Ada beberapa tumpuan yang digunakan yaitu : poros tumpuan 1 dan 2; 4 buah pillow block ;  dan support .  Gambar  unit  sistem  penggerak  yang dengan desain alternatif 1 ditunjukkan oleh Gambar 5. Untuk gambar  detail,  dapat  dilihat  ada  Gambar  6.  Pada  Gambar  6,
ada  beberapa  bagian  dalam  yang  masih  belum  bisa  dilihat. Detail bagian dalam ditunjukkan pada Gambar 7.
Gambar 3. Detail unit sistem penggerak. [2]
Gambar 4. Detail unit gearbox. [2]
Tabel 1. Spesifikasi awal rotary parkir. [2] Jumlah Mobil Kecepatan rotasi chain Waktu Daya motor yang digunakan (buah) (m/min) (menit) (kW) 6 4 2 5 10 4 3.5 7.5 14 4 4.25 10 16 4 5 10 20 4 6.25 15
Gambar 5. Desain alternatif 1 Gambar 6. Detail desain alternatif 1.
Gambar 7. Detail bagian dalam desain alternatif 1 .
Gambar 8. Desain alternatif 2.      Gambar 9. Detail desain alternatif 2.

## C. Desain Alternatif 2
Ada  sedikit  perbedaan  antara  desain  alternatif  1  dengan desain alternatif 2, yaitu pada roda gigi 1 dan roda gigi 2. Pada desain  alternatif  1,  keduanya  menggunaan  roda  gigi  lurus, sedangkan  pada  desain  alternatif  2  keduanya  menggunakan roda gigi kerucut yang parameter dasarnya sama dengan roda gigi  lurus  pada  desain  alternatif  1.  Gambar  unit  sistem penggerak yang menggunakan desain alternatif 2 ditunjukkan oleh  Gambar  8.  Untuk  gambar  detail,  dapat  dilihat  ada Gambar 9. Pada Gambar 9, ada beberapa bagian dalam yang masih  belum  bisa  dilihat.  Detail  bagian  dalam  ditunjukkan pada Gambar 7.

## D. Simulasi
Pengujian  yang  hendak  dilakukan  dalam  penelitian  ini adalah  simulasi  pengujian  pembebanan  statis.  Ada  beberapa tahap, yaitu :

## 1) Pemodelan
Langkah pertama tahap pemodelan adalah mendefinisikan parameter-parameter yang dibutuhkan untuk menggambar/membuat  suatu  model,  serta  menentukan parameter  apa  yang  akan  divariasikan  sehingga  didapat beberapa  variasi.  Variasi  yang  digunakan  pada  peneltian  ini adalah variasi tebal roda gigi (t).
2) Analisa Roda Gigi
Tahap kedua dimulai dengan analisa dan perhitungan gaya- gaya  yang  terjadi  pada  roda  gigi  secara  analitis.  Langkah selanjutnya  menentukan  material  yang  mampu  menahan beban  tersebut  berdasarkan  referensi  yang  ada,  kemudian simulasi.  Model  yang  pertama  disimulasikan  adalah  model dengan variasi pertama, yaitu roda gigi dengan modul 10 dan tebal  105  mm. Meshing yang  dilakukan  adalah meshing standar karena kondisi yang akan diamati hanya pada surface model. Verifikasi meshing dilakukan dengan 2 cara. Pertama, dengan konvergent  test yaitu  kondisi  dimana  tidak  ada perubahan  yang  besar  pada  tegangan  maksimal  yang  terjadi seiring  dengan  berubahnya  ukuran  elemen meshing .  Kedua, dengan  mengamati  posisi  dari  tegangan  maksimal  yang terjadi.  Hasil  simulasi    dikatakan  valid  apabila  telah memenuhi kedua verifikasi tersebut.
Kemudian  setelah  simulasi  selesai  dilakukan,  dan  syarat verifikasi  simulasi  sudah  terpenuhi . Untuk  validasi  hasil simulasi  yang  berupa  tegangan  maksimal  yang  terjadi  pada gigi  dilakukan  dengan  membandingkannya  dengan  hasil perhitungan  persamaan  AGMA  yang  dilakukan  secara analitis.
3) Hasil Pengujian Roda Gigi
Tahap  ini  terdiri  dari  peninjuan  kembali  hasil  pengujian. Jika  memenuhi  persyaratan  aman,  maka  pengujian  diulang dengan variasi nilai tebal  gigi berbeda yang lebih kecil. Hal ini terus dilakukan hingga variasi nilai tebal gigi tertentu tidak
memenuhi persyaratan aman (gagal). Sehingga bisa diketahui pada  nilai  tebal  gigi  berapa  roda  gigi  tersebut  akan  gagal (batas  aman  nilai  tebal).  Tebal  gigi  paling  kecil  yang  masih memenuhi persyaratan aman bisa disebut tebal optimal roda gigi. Dari proses tahap ketiga ini akan diperoleh tebal optimal dari roda gigi.
4) Analisa Tumpuan
Penentuan dimensi dilakukan melalui perhitungan analitis. Dari nilai dimensi tersebut selanjutnya akan dibuat model 3D, ditentukan  materialnya,  kemudian  disimulasikan.  Jika tegangan  maksimal  yang  diperoleh  dari  simulasi  tidak melebihi tegangan ijin  yang dibagi  faktor  keamanan (σ max ≤ S y /FS),  maka  poros  tumpuan  dinyatakan  aman.  Untuk support , model 3D yang dimensi dan jenis materialnya sudah ditentukan  sebelumnya  akan  disimulasi  untuk  mendapatkan tegangan  maksimal. Dari  proses  tahap  ke-empat  ini  akan diperoleh dimensi aman dari tumpuan.

## E. Analisa Hasil Simulasi dan Kesimpulan
Hasil  dari  simulasi  yang  telah  dilakukan  kemudian dianalisa.  Hasil  tersebut  hendaknya  berupa  tegangan maksimum yang terjadi baik pada tiap roda gigi maupun pada tiap  tumpuan,  batas  aman  nilai  tebal  roda  gigi  dan  nilai dimensi  aman  tumpuan.  Tegangan  maksimum  yang  terjadi pada roda gigi akan dibandingkan dengan nilai tegangan ijin material  tersebut.  Roda  gigi  dikatakan  aman  jika  tegangan yang  terjadi  kurang  dari  atau  sama  dengan  tegangan  ijin material. Untuk tumpuan dan support , desain dikatakan aman jika  tegangan  yang  terjadi  kurang  dari  atau  sama  dengan tegangan ijin material yang dibagi faktor keamanan.

## IV. HASIL DAN ANALISA
Setelah  dilakukan  analisa,  perhitungan,  dan  simulasi terhadap desain awal, desain alternatif 1, dan desain alternatif 2,  maka  langkah  selanjutnya  akan  dilakukan  pembahasan hasil simulasi.

## A. Kondisi Awal
Untuk mempermudah, analisa akan dilakukan berdasarkan Gambar  4.  Roda  gigi  1  sebagai pinion .  Material  yang digunakan  pada  kondisi  awal  adalah  Steel  450.  Hasil perhitungan  beban  kondisi  awal  ditunjukkan  pada  Tabel  2. Hasil  perhitungan  nilai  tegangan  yang  dilakukan  secara analitis ditunjukkan pada Tabel 3.
Tabel 2.
Beban kondisi awal. Roda Gigi ke- Beban Tangensial (W T ) Beban Normal (W N ) Beban Radial (W R ) kN kN kN 1 20.25 21.55 7.38 2 20.25 21.55 7.38 3 50.63 53.88 18.43 4 50.63 53.88 18.43 Tabel 3. Nilai tegangan kondisi awal. Roda Gigi Ke- Tegangan yang Terjadi (MPa) Tegangan Ijin (MPa) σ t σ c S ad S ac 1 145.789 42.86 403.481 468.85 2 145.058 27.039 403.481 468.85 3 364.473 67.768 403.481 468.85 4 360.684 33.707 403.481 468.85
Dari  Tabel  3,  diketahui  bahwa  tegangan bending yang terjadi masih jauh di bawah tegangan ijin karena bending . Hal
ini menunjukkan bahwa tebal roda gigi masih bisa dioptimasi. Optimasi  dilakukan  untuk  mendapatkan  dimensi  tebal  roda gigi yang lebih kecil namun masih aman (tebal optimal). Dari Tabel 4.2 juga bisa dilihat bahwa tegangan kontak yang terjadi jauh  lebih  kecil  dibanding  tegangan bending yang  terjadi. Maka  dapat  diasumsikan  bahwa  jika  roda  gigi  aman  karena tegangan bending ,  maka  ia  juga  aman  karena  tegangan kontak.  Jadi  untuk  selanjutnya  analisa  keamanan  tebal  roda gigi  akan  dilakukan  berrdasarkan  tegangan bending yang terjadi.

## B. Desain Alternatif 1
Untuk  mempermudah,  pembahasan  akan  dilakukan berdasarkan  Gambar  6  dan  7,  dimana  roda  gigi  1  sebagai pinion. Material yang roda gigi desain alternatif 1 adalah DIN 35S20 (Baja ST60) dengan Ultimate Tensile Stress 600 MPa dan Yield Stress 380 MPa.
Setelah  simulasi  memenuhi  syarat  verifikasi,  perlu dilakukan  validasi.  Grafik  perbandingan  nilai  hasil  simulasi dengan  analitis  ditunjukkan  pada  Gambar  10.  Pada  Gambar 10, dapat dilihat grafik nilai tegangan hasil simulasi memiliki trendline yang sama dengan hasil analitis. Nilai error terbesar yaitu 2.08%, pada roda gigi 1 dan 3. Nilai error terjadi karena dua  metode  pendekatan  yang  digunakan  berbeda.  Dengan demikian  dapat  dikatakan  bahwa  hasil  simulasi  dapat mewakili hasil analitis.
Langkah selanjutnya adalah optimasi ketebalan roda gigi. Optimasi  dilakukan  menggunakan Design  Study pada Solidworks .  Variasi  yang  digunakan  adalah  ketebalan  roda gigi  (t).  Hasil Design  Study berupa  grafik  ditunjukkan  pada Gambar 11. Pada Gambar 10, nilai tegangan ijin digambarkan dengan  garis  sejajar  sumbu  x.  Tebal  roda  gigi  dikatakan optimal apabila memiliki tebal terkecil namun tegangan yang terjadi  masih  di  bawah  tegangan  ijin.  Karena  roda  gigi beroperasi secara berpasangan, maka tebal roda gigi dikatakan optimal ketika semua pasangan roda gigi, yaitu roda gigi 1, 2, 3, dan 4, memiliki tegangan maksimal yang masih di bawah tegangan  ijin.  Dari  grafik  pada  Gambar  11,  dapat  diketahui tebal optimal roda gigi sebesar 75 mm, karena masih di bawah garis tegangan ijin.

## C. Desain Alternatif 2
Untuk  mempermudah,  pembahasan  akan  dilakukan berdasarkan  Gambar  9  dan  7,  dimana  roda  gigi  1  sebagai pinion. Material yang digunakan roda gigi desain alternatif 2 sama dengan desain alternatif 1. Proses yang dilakukan juga sama  dengan  desain  alternatif  1.  Grafik  perbandingan  nilai hasil  simulasi  dengan  analitis  ditunjukkan  pada  Gambar  12. Pada  Gambar  12,  dapat  dilihat  grafik  nilai  tegangan  hasil simulasi memiliki trendline yang sama dengan hasil analitis. Nilai error terbesar yaitu 2.08%, pada roda gigi 3. Nilai error terjadi  karena  dua  metode  pendekatan  yang  digunakan berbeda.  Dengan  demikian  dapat  dikatakan  bahwa  hasil simulasi  dapat  mewakili  hasil  analitis. Hasil Design  Study berupa grafik ditunjukkan pada Gambar 13. Pada Gambar 13, nilai tegangan ijin digambarkan dengan garis sejajar sumbu x.
Gambar 10. Nilai tegangan roda gigi desain alternatif 1.
Gambar  11.  Hubungan  tegangan  maksimal  dengan  tebal  roda  gigi  desain alternatif 1.
Gambar 12. Nilai tegangan roda gigi desain alternatif 2.
Gambar  13.  Hubungan  tegangan  maksimal  dengan  tebal  roda  gigi  desain alternatif 2.
Gambar 14. Free-body diagram poros tumpuan 1.
0 50 100 150 200 250 300 350 400 1 2 3 4 T egan gan (M P a) Roda gigi ke- Analitis Simulasi 0 400 800 1200 1600 2000 2400 2800 0 400 800 1200 1600 2000 2400 2800 105 100 95 90 85 80 75 70 65 60 55 50 45 40 35 30 25 20 15 10 T egan gan I ji n ( M P a) T egan gan M aks im al yan g T er jadi ( M P a) Tebal Roda Gigi (mm) Roda Gigi 1 Roda Gigi 2 Roda Gigi 3 Roda Gigi 4 Tegangan Ijin 0 50 100 150 200 250 300 350 400 1 2 3 4 T egan gan (M P a ) Roda gigi ke- Analitis Simulasi 0 400 800 1200 1600 2000 2400 2800 0,00 400,00 800,00 1200,00 1600,00 2000,00 2400,00 2800,00 105 100 95 90 85 80 75 70 65 60 55 50 45 40 35 30 25 20 15 10 T egan gan I jin ( M P a) T egan gan M ak sim al yan g T er jad i (M P a) Tebal Roda Gigi (mm) Roda Gigi 1
Roda Gigi 2 Roda Gigi 3 Roda Gigi 4
Tegangan Ijin

## D. Poros Tumpuan
Setelah  tebal  roda  gigi  optimal  sudah  diketahui  langkah selanjutnya  adalah  mendesain  poros  tumpuan.  Tujuan  dari proses  desain  ini  adalah  untuk  mendapatkan  dimensi  aman dari poros. Material yang akan digunakan untuk poros sama dengan roda gigi.

## 1) Poros Tumpuan 1
Untuk mempermudah, analisa akan dilakukan berdasarkan Gambar  14.  Kemudian  dengan  bantuan software  MDSolids diketahui  diagram  gaya  geser  dan  momen bending pada bidang XY dan XZ. Pada bidang XY didapat momen bending maksimum  sebesar  3184.38  kN.mm,  dan  pada  bidang  XZ didapat  8575.88  kN.mm.  Sehingga  dapat  dihitung  momen bending total  dan  didapat  sebesar    9148.01  kN.mm.  Torsi maksimum  terjadi  pada  roda  gigi  2  yaitu  sebesar  7568.44 kN.mm.  Sehingga  dapat  dihitung  torsi  ekivalen  dan  didapat sebesar  23745.93  kN.mm.  Dari  hasil  perhitungan  analitis didapat  diameter  poros  sebesar  108.4  mm  yang  dibulatkan menjadi 110 mm.
Langkah  selanjutnya  adalah  simulasi  sebagai  validasi. Angka  keamanan  yang  digunakan  sebesar  4,  sehingga tegangan  ijin  sebesar  95  MPa.  Hasil  simulasi  ditunjukkan pada  Gambar  16.  Dari  Gambar  16,  dapat  diketahui  bahwa tegangan  yang  terjadi  sebesar  93.09  MPa,  yang  masih  lebih kecil  dibanding  tegangan  ijin  yaitu  95  MPa.  Jadi  dapat dikatakan  bahwa  poros  tumpuan  dengan  dimensi  110  mm aman dengan simulasi yang mempunyai error sebesar 2.01%.

## 2) Poros Tumpuan 2
Untuk mempermudah, analisa akan dilakukan berdasarkan Gambar  15.  Proses  analisa  yang  dilakukan  sama  dengan proses  analisa  pada  poros  tumpuan  1.  Sehingga  didapat momen bending maksimum pada bidang XY 1787.8 kN.mm, dan  pada  bidang  XZ  didapat  3768.65  kN.mm.  Momen bending total  didapat  sebesar    4171.21  kN.mm.  Torsi maksimum  terjadi  pada  roda  gigi  4  yaitu  sebesar  30438.29 kN.mm. Torsi ekivalen yang didapat sebesar Sehingga dapat dihitung torsi ekivalen dan didapat sebesar 61445.52 kN.mm. Kemudian  didapat  diameter  poros  sebesar  148.82  mm  yang dibulatkan menjadi 150 mm.
Hasil  simulasi  yang  ditunjukkan  oleh  Gambar  17, menunjukkan  tegangan  yang  terjadi  sebesar  99.09  MPa. Meskipun  tegangan  hasil  simulasi  lebih  besar  dibanding tegangan ijin  yaitu 95 MPa, poros tumpuan dengan dimensi 150  mm  bisa  dikatakan  aman  dengan  catatan  bahwa error simulasi sebesar 4.3%

## E. Bearing
Bearing yang akan digunakan adalah bearing jenis pillow block .  Berdasarkan  diameter  poros  tumpuan  yang  sudah didapat, maka diameter pillow block untuk poros tumpuan 1 ditentukan sebesar 110 mm. Sedangkan untuk poros tumpuan 2  sebesar  150  mm.  Setelah  dilakukan  pengecekan  pada katalog pillow  block ,  untuk pillow  block dengan  diameter poros  110  mm  dan  150  mm  tersedia. Pillow  block yang digunakan  adalah pillow  block merk  Baldor  tipe  E,  dengan nomor  023633  untuk  poros  tumpuan  1,  dan  nomor  023638 untuk poros tumpuan 2.
Gambar 16. Hasil simulasi poros tumpuan 1.
Gambar 17. Hasil simulasi poros tumpuan 2.
Gambar 18. Free-body diagram support . Gambar 19. Hasil simulasi support .

## F. Support
Langkah  awal  adalah  analisa  beban-beban  yang  bekerja. Gambar free-body diagram support ditunjukkan pada Gambar 17.  Dengan  perhitungan  analitis  didapat  beban  pada  titik  A dan B masing-masing sebesar 3551.907 N, dan titik C dan D masing-masing  sebesar  1180.143  N.  Beban  ini  kemudian dijadikan input untuk simulasi.
Material  yang  digunakan  untuk support ini  adalah  profil kotak  berlubang  DIN  S355  berukuran  50x50x4    yang memiliki ultimate  tensile  strength 520  MPa.  Hasil  simulasi yang  ditunjukkan  Gambar  18  menunjukkan  nilai  tegangan sebesar 83.43 MPa. Angka keamanan yang digunakan sebesar 4  sehingga  tegangan  ijin  menjadi  130  MPa.  Jadi,  bisa dikatakan bahwa support aman.
Gambar 20. Nilai berat total roda gigi dan jumlah tumpuan tiap desain .

## G. Perbandingan Desain Awal, Alternatif 1, dan Alternatif 2
Langkah terakhir adalah membandingkan ketiganya untuk mendapatkan  desain  yang  optimal  dan  sederhana.  Desain yang optimal adalah desain yang memiliki berat total roda gigi terendah  dan  jumlah  tumpuan  paling  sedikit  namun  masih memenuhi pesayaratan aman. Gambar 19 menunjukkan grafik Nilai  berat  total  roda  gigi  dan  jumlah  tumpuan  tiap  desain. Dari  grafik  tersebut  diketahui  bahwa  desain  optimal  adalah desain alternatif 2.

## V. KESIMPULAN
Dari  hasil  penelitian  yang  telah  dilakukan  dapat  diambil kesimpulan sebagai berikut:
1. Tedapat 2 alternatif desain, yaitu :
a. Pada  desain  alternatif  1,  roda  gigi  1,  2,  dan  3 menggunakan spur  gear, roda  gigi  4 menggunakan internal  gear agar  tidak  terlalu banyak  memakan  tempat.  Penggantian  jenis roda gigi 4 menyebabkan desain tumpuan harus dirubah,  sehingga  proses  desain  ulang  harus dilakukan.  Ada  beberapa  tumpuan  yang digunakan  yaitu  :  poros  tumpuan  1  dan  2;  4 buah pillow block ; dan support .
b. Perbedaan  antara  desain  alternatif  1  dengan  2 adalah pada roda gigi 1 dan 2. Roda gigi 1 dan 2  pada  desain  alternatif  2  menggunakan bevel gear dengan parameter yang sama dengan spur gear pada  dsain  alternatif  1 . Tumpuan  yang digunakan  pada  desain  alternatif  2  juga  sama
dengan  desain  alternatif  1,  yaitu  :  poros tumpuan  1  dan  2;  4  buah pillow  block ;  dan support .
2. Berdasarkan  hasil  optimasi  tebal  roda  gigi  dari desain  alternatif  yang  menggunakan  material  DIN S35S20  dengan  tegangan  ijin  505.41  MPa, didapatkan :
a. Tebal optimal roda gigi untuk desain alternatif 1  adalah  75  mm  dengan  tegangan  maksimal yang terjadi adalah 489.13 MPa.
b. Tebal optimal roda gigi untuk desain alternatif 2  adalah  75  mm  dengan  tegangan  maksimal yang terjadi adalah 489.13 MPa.
3. Berdasarkan perhitungan dan analisa tumpuan yang menggunakan material DIN S35S20, didapatkan :
a. Dimensi  aman  poros  tumpuan  1  adalah  110 mm.
b. Dimensi  aman  poros  tumpuan  2  adalah  150 mm.
c. Bearing yang  digunakan  adala bearing jenis pillow block merk Baldor tipe E dengan nomor 023633  untuk  poros  tumpuan  1,  dan  nomor 023638 untuk poros tumpuan 2.
d. Support dinyatakan
aman dengan menggunakan  profil Square  Hollow  Section DIN  S355  berukuran  50x50x4.  Tegangan maksimal yang terjadi dari hasil simulasi adalah 83.43  MPa,  yang  masih  tidak  lebih  besar  dari tegangan ijin material yaitu 130 MPa.
4. Dari  hasil  perbandingan  dari  semua  desain,  desain alternatif  2  merupakan  desain  yang  optimal  karena memiliki total berat roda gigi terendah yaitu sebesar 499.21 Kg dan jumlah tumpuan paling sedikit yaitu sebanyak 7 buah tumpuan.

## DAFTAR PUSTAKA
[1] Badan Pusat Statistik Indonesia . . [2] “Parkit-kita.co.id.” .
[3] M.  Y.  L.  M.  Mr.  Prasad  Pashte,  Mr.  Vaibhav  Narkhede,  Mr. Shubham Nade, Mr. Sanket More, “Design and Analysis of Rotary Automated Car Parking System,” Int. J. Sci. Res. Dev. , vol. 4, 2016.
[4] P. N. Ch. Ashok Kumar, “Modeling and Analysis Gear Box,” Int. J. Mag. Eng. Technol. Manag. Res. , 2014.
[5] J.  K.  G.  Khurmi  R.  S., Machine  Design  (SI  Units),  Eurasia Publishing House (PVT.) LTD . New Delhi, 2005.