Abstrak —Pada umumnya, sepeda yang  beredar menggunakan Chain  and  Sprocket sebagai  sistem  pemindah  daya  utama. Sistem chain  and  sprocket sendiri  mempunyai  beberapa kelemahan. Dari kelemahan sistem chain and sprocket tersebut, maka pada penelitian ini dirancang sepeda menggunakan sistim transmisi chainless dengan  menggunakan  poros.  Untuk penelitian  ini,  sepeda  yang  bertransmisi Chain  and  Sprocket dimodifikasi  sesuai  dengan  desain  yang  telah  dibuat  menjadi sepeda Chainless  Zerol  Bevel  Gear .  Lalu,  pengujian  efisiensi sepeda  dilakukan  untuk  mengetahui  besar  efisiensi  sepeda Chainless  Zerol  Bevel  Gear dan  dibandingkan  dengan  sepeda Chain and Sprocket . Sepeda yang dirancang, dibuat, serta diuji adalah sepeda Polygon yang dimodifikasi dengan menggunakan Zerol  Bevel  Gear  90 o pada  bagian  sistem  pemindah  daya  dari pedal ke hub Shimano Nexus-3 yang dihubungkan dengan poros sehingga  putaran  dapat  diteruskan  ke  roda.  Pengujian dilakukan  dengan  memberikan  putaran  pada  poros  pedal dengan  motor  listrik  sehingga  roda  belakang  ikut  berputar. Putaran  roda  belakang  diukur  daya  outputnya  untuk mengetahui besar efisiensinya dengan melihat selisih torsi yang dihasilkan antara sepeda dan motor beban yang disambung ke Torque Gage dan dibaca oleh Torque Gage Reader . Dari selisih torsi  tersebut    dihitung  torsi  yang  dihasilkan  oleh  sepeda sehingga  dapat  dibandingkan HP  Input dan Output -nya.  Hasil dari penelitian ini didapat geometri Zerol Bevel Gear diproduksi dengan  spesifikasi  rasio  total  1:1,33  ,  diameter  poros  0,67  in, panjang poros 395 mm dan alat pengujian untuk menguji nilai efisiensi  total  sepeda.  Dari  hasil  pengujian  didapatkan  nilai efisiensi  tertinggi  pada  sepeda  chain  and  sprocket  dengan putaran  pedal  55  rpm  pada  gear-2  internal  hub  dengan  nilai efisiensi 89,92%. Sementara nilai efisiensi tertinggi pada sepeda chainless  dengan  putaran  pedal  55  rpm  pada  gear-1  internal hub dengan nilai efisiensi 79,26%.
Kata Kunci — Chainless , Zerol Bevel Gear , Efisiensi, rpm.

## I. PENDAHULUAN
ERSEPEDA sekarang tidak hanya menjadi hobi, tetapi sudah merupakan gaya hidup bagi sebagian masyarakat. Berbagai  jenis  dan  model  pun  dikeluarkan  oleh  setiap pabrikan  sepeda.  Pada  umumnya,  sepeda  yang  beredar  saat ini menggunakan Chain and Sprocket sebagai pemindah daya yang disalurkan dari kayuhan pengendara ke roda belakang sehingga  sepeda  dapat  bergerak.  Sistem  pemindah  daya Chain  and  Sprocket pada  sepeda  mempunyai  beberapa kekurangan. Seringnya terjadi putus rantai ataupun lepasnya rangkaian  rantai  dari  jalurnya  merupakan  salah  satu kekurangan dari sistem pemindah daya Chain and Sprocket ini. Hal ini sangat merugikan dan mengganggu kenyamanan pengendara  sepeda  terutama  pengendara  wanita  dan  anak anak. Selain itu, sistem pemindah daya Chain and Sprocket ini juga membutuhkan perawatan agar efisiensi perpindahan
dayanya  tetap  optimal  seperti  melumasi Chain ,  mengecek ketegangan Chain ,  membersihkan Chain  and Sprocket -nya, dan  sebagainya.  Jika  hal  ini  dilakukan,  efisiensi  sistem pemindah daya ini dapat mencapai 75-97 %. Kerugian yang paling  membahayakan  dalam  sistem  pemindah  daya Chain and  Sprocket pada  sepeda  seringkali  melukai  bagian  tubuh atau pakaian dari pengendara sepeda ketika berkendara akibat terjepit  diantara  sistem Chain  and  Sprocket .  Kejadian  ini umum disebut Chain Bite atau Chain Tattoo. Dari kerugian kerugian tersebut, maka terciptalah inovasi sistem transmisi Chainless pada  sepeda.  Sistem  transmisi Chainless pada sepeda  umumnya  memakai Shaft atau  poros  sebagai penggerak  utamanya.  Untuk  konfigurasi  dari Shaft sendiri terdiri  dari  berbagai  macam  tipe.  Dari  berbagai  konfigurasi shaft  dan  analisa  kekurangan  yang  telah  dilakukan, ditetapkan sistem transmisi sepeda Chainless yang digunakan untuk  penelitian  ini  adalah Intersecting  Non-Parallel  shaft . Untuk  konfigurasi Intersecting  Non-Parallel  shaft sendiri, dapat dirangkai menggunakan Bevel gear . Bevel gear sendiri mempunyai beberapa tipe yaitu Straight Bevel , Spiral Bevel dan Zerol Bevel . Straight Bevel mempunyai bentuk gigi gear yang  lurus  dan Spiral  Bevel mempunyai  bentuk  gigi  yang berkurva. Sedangkan, Zerol Bevel merupakan gabungan dari keuntungan  yang  dimiliki Straight dan Spiral  Bevel .  Dari berbagai  tipe  bevel  gear  dan  analisa  kekurangannya, ditetapkan tipe bevel gear sepeda Chainless yang digunakan untuk penelitian ini adalah Zerol Bevel Gear 90 0 . Perubahan atau  modifikasi  dari  sepeda  yang  menggunakan Chain  and Sprocket menjadi sepeda Chainless dapat dilakukan  dengan merusak Frame atau rangka dalam arti memotong, mengelas, melubangi  atau  lainnya  dan  tanpa  merusak Frame atau rangka.
Pada  tahun  2015  di  India,  Mayur  Lingariya  et  al. melakukan  rancang  bangun  tentang Chainless  Bike yang merusak frame dengan konfigurasi Intersecting Non-Parallel shaft menggunakan Straight  Bevel  Gear 90 o pada  sistem penyalur  dayanya  [1].  Namun,  kekurangan  dari  rancang bangun  ini  adalah  kurang  detilnya  perhitungan  gear  yang dilakukan  dan  tidak  diperkuat  dengan  percobaan  efisiensi sehingga  data  data  yang  diberikan  mengenai  efisiensi  tidak dapat dipertanggungjawabkan.
Gambar 1. Chainless Bike dengan merusak rangka karya Mayur Lingariya et al.

## Rancang Bangun dan Uji Efisiensi Sepeda Chainless Zerol Bevel Gear Dengan Memodifikasi Rangka Sepeda
Gilas Kurnia Taufik dan Agus Sigit Pramono Teknik Mesin, Fakultas Teknologi Industri, Institut Teknologi Sepuluh Nopember (ITS)
e-mail : pramono@me.its.ac.id
B
Gambar 2. Chainless Bike tanpa merusak rangka karya Ario Kartiko S
Pada tahun 2016 Ario Kartiko S telah melakukan rancang bangun tentang Chainless Bike tanpa merusak frame dengan konfigurasi
Non-Intersecting Non-Parallel shaft menggunakan Crossed  Helical  Gear pada  sistem  penyalur dayanya [2]. Hal ini dilakukan agar konversi dari penggunaan penyalur  daya  dari Chain  and  Sprocket ke Chainless lebih mudah dilakukan. Ario Kartiko S juga melakukan percobaan efisiensi  pada  sepeda  sehingga  dapat  diketahui  daya  yang dikeluarkan dan dibandingkan dengan sepeda rantai. Namun, kekurangan  dari Chainless  Bike tanpa  merusak Frame ini adalah penyangga poros penyalur dayanya kurang kuat yang diakibatkan  manufaktur penyangganya  masih  menggunakan cara  konvensional  sehingga  gaya  yang  terjadi  masih  dapat menggerakkan  penyangganya.  Selain  itu,  geometri Crossed Helical Gear sendiri tidak memungkinkan untuk memvariasikan  rasionya  agar  meningkatkan  efisiensi  lebih besar lagi. Lalu, proses machining dari Crossed Helical Gear sendiri  juga  kurang  halus  sehingga  sering  menyebabkan backlash atau interference yang berlebihan.
Dari referensi yang telah penulis himpun, telah diputuskan bahwa dalam penelitian ini penulis akan melakukan rancang bangun Chainless  Bike dengan  memodifikasi  rangka menggunakan  konfigurasi Non-Intersecting  Non-Parallel shaft dengan  menggunakan Zerol  Bevel  Gear  90 o sebagai penyalur daya. Rangka sepeda akan dimodifikasi dengan cara memotong, mengelas, melubangi, atau lainnya dengan tetap mengikuti geometri standar sepeda.
Tujuan dari penelitian ini adalah merancang dan membuat geometri Zerol  Bevel  Gear sebagai  sistem  penyalur  daya sepeda  sesuai  dengan  frame  sepeda  yang  digunakan. Merancang dan membuat poros, pasak, dudukan bearing dan penyangga dudukan bearing yang sesuai Frame sepeda yang digunakan. Merancang dan membuat skema peralatan untuk pengujian  efisiensi  agar  mengetahui  perbandingan  efisiensi sepeda Chainless dengan  sepeda  rantai  dengan  variasi putaran 55 rpm (2 km/h), 65 rpm (4 km/h), 75 rpm (7 km/h ), 85 rpm (10 km/h).
Batasan  masalah  yang  digunakan  dalam  penelitian  ini adalah.  Memodifikasi  sepeda  rantai  menjadi  sepeda  tanpa rantai  dengan  merusak  dan  merubah  (las,  memotong, melubangi) Frame sepeda  tanpa  merubah  geometri  utama. Komponen  yang  digunakan  standar  pabrikan  dan  tidak  di desain  ulang. Frame sepeda Chain  and Sprocket .  Kekuatan desain dan material Frame tidak diperhitungkan.

## II. URAIAN PENELITIAN
Penelitian  ini  dibagi  menjadi  tiga  tahap,  tahap  pertama adalah tahap perancangan dilanjut dengan tahap kedua yaitu tahap pembuatan dan ditutup dengan tahap ketiga yaitu tahap pengujian.  Dalam  tahap  perancangan,  elemen  mesin  yang digunakan dalam sistem transmisi sepeda chainless dirancang sedemikian rupa. Tahap ini mencakup perancangan geometri roda gigi Zerol Bevel Gear , poros, pasak, Bearing , Mounting
Bearing yang  disesuaikan  dengan  kondisi  dari  dimensi sepeda.  Pada  tahap  pembuatan,  elemen  mesin  yang digunakan  dalam  sistem  transmisi  sepeda Chainless dan Roller pengujian dikerjakan menggunakan alat konvensional sesuai dengan desain yang telah dibuat. Pada tahap pengujian, di  lakukan  persiapan  pada  setiap  alat  pengujian  agar mendapatkan  hasil  data  yang  valid.  Pengujian  ini menggunakan  sepeda Chain  and  Sprocket dan  sepeda Chainless Zerol Bevel Gear.

## A. Tahap Perancangan
Untuk  merancang  elemen  mesin  yang  digunakan  dalam sistem  transmisi  sepeda Chainless ini  digunakan  beberapa langkah  dan  persamaan.  Hal  utama  yang  harus  diketahui adalah  daya  yang  dibutuhkan  untuk  menggerakan  sepeda. Untuk  mengetahui  hal  ini,  gaya  dinamis  yang  terjadi  pada sepeda saat sepeda berjalan harus diketahui. Gaya-gaya yang terjadi pada saat sepeda  berjalan  dipengaruhi oleh beberapa gaya antara lain yaitu tahanan udara, tahanan Rolling ban, dan gaya pada pedal. Berikut ini merupakan gambar uraian gaya- gaya yang terjadi pada sepeda.
𝑃          =  𝐹 . 𝑉 (1)
𝑃 𝑟𝑖𝑑𝑒𝑟 =   (𝐹 𝑤𝑖𝑛𝑑 + 𝐹 𝑟𝑜𝑙𝑙 + 𝐹 𝑠𝑙𝑜𝑝𝑒 )𝑉 𝑏𝑖𝑘𝑒 (2)
𝐹 𝑤𝑖𝑛𝑑 = 1 2 𝜌. 𝐶𝑑. 𝑉𝑎 2 . 𝐴 (3)
𝐹 𝑟𝑜𝑙𝑙 =   𝐶 𝑟𝑟 𝑊 (4) 𝐹 𝑠𝑙𝑜𝑝𝑒 = 𝑊. sin 𝜃 (5)
Gambar 3. Gaya yang terjadi pada sepeda
Gambar 4. Gaya-gaya pada pedal [8]
𝐹 𝑥 = −𝐹 𝑡 𝑐𝑜𝑠 𝛼 + 𝐹 𝑛 𝑠𝑖𝑛 𝛼 (6)
𝐹 𝑦 = 𝐹 𝑡 𝑠𝑖𝑛 𝛼 + 𝐹 𝑛 𝑐𝑜𝑠 𝛼 (7) x y x y
𝑇         =   𝐿 𝑟 . 𝐹 𝑟
(8)
𝐹 𝑎𝑣 =   𝑃 𝑟𝑖𝑑𝑒𝑟 /𝑉 𝑝𝑒𝑑𝑎𝑙
(9)
𝐹 𝑟 =   (𝐹 𝑎𝑣 𝑥 360) / 2( 𝐸𝑓𝑓. 𝑃𝑒𝑑𝑎𝑙 𝐷𝑒𝑔𝑟𝑒𝑒)
(10)
𝑉 𝑝𝑒𝑑 =   (𝐶𝑎𝑑 𝑥 𝐿 𝑟 𝑥 2𝜋)/(60000) (11)
Dari  persamaan  diatas,  didapat  daya    yang  dibutuhkan untuk  menggerakan  sepeda.  Daya  yang  dibutuhkan  untuk menggerakan  sepeda  ini  diambil  yang  paling  besar  dan digunakan untuk
merancang transmisi dengan menjadikannya  daya  input  untuk  menggerakan  sepeda. Setelah dilakukan pengukuran dimensi dan geometri sepeda, didapatkan  beberapa  data  yang  digunakan  sebagai  acuan dalam mendesain sistem transmisi sepeda Chainless ini yaitu diameter  gear  depan  tidak  dapat  melebihi  20  cm  dan Cone Distance dari  gear  belakang  tidak  dapat  melebihi  5  cm. Setelah  didapat  batasan  desain  dan  daya  yang  dibutuhkan, elemen  mesin  dari  sistem  transmisi  sepeda Chainless yang mencakup gear, poros, pasak, Bearing dan Mounting Bearing dapat dirancang.
Geometri  dari Zerol  Bevel  Gear dapat  dirancang  dengan batasan  dimensi  dan  daya  dengan  menggunakan  persamaan sebagai berikut :
𝑖 = 𝜔1 𝜔2 = 𝑛1 𝑛2 = 𝑁𝑡2 𝑁𝑡1 = 𝑑2 𝑑1 (11)
𝑀𝑜𝑑𝑢𝑙𝑒 (𝑚) = 𝐷(𝑚𝑚) 𝑁 = 25.400 𝐷𝑖𝑎𝑚𝑒𝑡𝑟𝑎𝑙 𝑃𝑖𝑡𝑐ℎ (𝑃) (12)
𝑑 = 𝑁𝑝 𝑃 𝐷 = 𝑁𝐺 𝑃 (13)
γ =   tan −1 𝑁𝑝
𝑁𝐺 Γ = 90 0 − γ (14)
𝐴 𝑜 = 𝐷 2 sin Γ (15)
Pada perancangan poros, setiap gaya yang ada pada poros dianalisa.  Gaya  pada  poros  dapat  diakibatkan  oleh  gaya tangensial,  gaya  radial  maupun  gaya  aksial  dari  roda  gigi. Untuk menentukan diameter poros menggunakan persamaan Maximum Shear Stress Theory [3], yaitu:
𝑆𝑦𝑝 𝑁 ≥ 16 𝜋.𝑑3 √(𝑀 𝑚 + 𝑆𝑦𝑝 𝑆𝑒 . 𝑀 𝑟 ) 2 + (𝑇 𝑚 + 𝑆𝑠𝑦𝑝 𝑆𝑒𝑠 𝑥 𝑇 𝑟 ) 2 (16)
Pada perhitungan pasak, tipe pasak  yang akan  digunakan dalam perancangan ini adalah tipe pasak datar ( Square Key ) yang  merupakan  tipe  pasak  dimana  mempunyai  dimensi  W (lebar) dan H (tinggi) yang sama. Dalam menentukan dimensi pasak, digunakan persamaan sebagai berikut
𝐿 = 4.𝑇.𝑁 𝑆𝑦𝑝 .𝑊 .𝐷
(17)
Pada  perancangan  bearing,  tipe  bearing  yang  akan digunakan ini adalah Single Row Deep Groove Ball Bearing dari  SKF.  Gaya-gaya  yang  menjadi  pertimbangan  untuk merencanakan bantalan diperoleh dari gaya dan momen yang diterima  poros  dengan  memproyeksikannya  pada  arah horisontal dan vertikal pada posisi bantalan yang ditentukan. Ball  Bearing yang  akan  dipakai  dapat  diprediksi  umur  atau ketahanannya dalam menerima beban.

## Gambar 5. Geometri Zerol Bevel Gear [4]
Untuk  mencari  umur  bearing  digunakan  persamaan sebagai berikut:
𝑃 = 𝑋𝑉𝐹𝑟 + 𝑌𝐹𝑎 (18) 𝐿 10 = ( 𝐶 𝑃 ) 𝑏 (19)
𝐿 10 = ( 𝐶 𝑃 ) 𝑏 106 60𝑛 (20)
Gambar  4  dan  Gambar  5  adalah  hasil  dari  tahap perancangan  sepeda Chainless  Zerol  Bevel  Gear. Pada perancangan pengujian efisiensi sepeda, tipe alat yang akan digunakan untuk pengukuran adalah Dynamometer . Dynamometer adalah alat untuk mengukur gaya, momen dan daya yang dikalkulasi dengan parameter torsi dan rpm yang terukur  pada  alat.  Pada  alat  uji  ini,  digunakan Roller yang berfungsi sebagai alat bantu ukur torsi dan rpm yang terjadi pada  roda  sepeda  dengan  ukuran  diameter Roller sebesar  2 inch. Dalam perancangan alat uji ini,digunakan prinsip Power Absorber  Dynamometer dimana Roller pada  alat  uji  akan diberikan  beban  dan  sensor  akan  membaca  perbedaan  torsi yang terjadi pada Roller .
Gambar 6. Set Zerol Bevel Gear yang telah dirangkai
Gambar 7. Rancangan Sepeda Chainless Zerol Bevel Gear
Gambar 8. Rancangan rangka Roller pengujian
Gambar 9. Rancangan skema pengujian efisiensi sepeda

## B. Tahap Pembuatan
Dalam  tahap  pembuatan,  seluruh  elemen  mesin  sistem transmisi  sepeda,  modifikasi  rangka  sepeda  dan  roller pengujian  pada  alat  uji  diproduksi  menggunakan  alat konvensional.
Gambar 10. Proses pembuatan Zerol Bevel Gear dengan standard Gleason.
Gambar  11.  Proses  pembuatan  poros  transmisi  dan  poros Roller dengan metode bubut manual ( Lathe ).
Gambar 12. Proses pembuatan modifikasi pada rangka dengan las dan Angle Grinder .
Gambar 13. Hasil Fabrikasi Sepeda Chainless

## C. Tahap Pengujian
Dalam tahap pengujian sepeda, pengujian di bagi menjadi dua  jenis,  yaitu  sepeda Chain  And  Sprocket dan  sepeda Chainless Zerol Bevel Gear . Kedua sepeda ini diuji dengan melakukan  pengukuran  dan  pengambilan  data  secara langsung  dengan  menghubungkan  poros Bottom  Bracket sepeda dengan motor yang berputar sehingga menggerakkan roda  belakang.  Roda  belakang  yang  bergerak  akan menggerakkan Roller pengujian  yang  terhubung  dengan motor  listrik.  Motor  listrik  yang  terhubung  dengan Roller pengujian berfungsi sebagai pembebanan pada putaran Roller sehingga sensor Torque Gage dapat membaca perbedaan torsi yang  dihasilkan  yang  digunakan  sebagai  data  perhitungan daya  output  untuk  mengetahui  efisiensi  tiap  sepeda.  Untuk mendapatkan  hasil  pengujian  yang  tepat  dan  akurat,  ada beberapa  langkah  yang  harus  dilakukan  yaitu  melakukan pemeriksaan terhadap kondisi fisik sepeda, tekanan ban, dan pelumasan. Memeriksa kondisi kelayakan Roller pengujian, pengecekan  dan  kalibrasi  terhadap  alat  ukur  yang  akan digunakan.
Pengujian dimulai dengan merangkai alat pengujian sesuai dengan skema pengujian dan mempersiapkan alat tulis untuk pencatatan  data.  Lalu, Power Supply untuk  tiap  motor dinyalakan  dan  diatur  voltase  motor  listrik  input  hingga putaran  mencapai  55  rpm  sesuai  yang  ditampilkan  pada Display Stroboscope yang mengukur kecepatan putaran pada poros  depan.  Motor  listrik  beban  lalu  dinyalakan  untuk memberikan  pembebanan  putaran  pada Roller pengujian dengan arah yang berlawanan dari putaran roda. Setelah itu, Alat Torque Gage Reader dinyalakan dan dilihat angka yang ditampilkan.  Angka  yang  tertampil  dalam Torque Gage Reader dicatat  sebagai  perbedaan  torsi  beban  dan  output. Pengukuran  rpm  pada Roller pengujian  juga  dilakukan  dan dicatat.  Perhitungan  daya  dilakukan  sehingga  didapat  data daya  input  dan  output.  Setelah  didapatkan  data,  langkah- langkah diatas diulang dengan menggunakan variasi putaran motor listrik yaitu 65 rpm, 75 rpm, dan 85 rpm.

## III. HASIL DAN ANALISIS

## A. Hasil Perancangan dan Pembuatan
Dari tahap perancangan dan pembuatan elemen mesin pada sistem  transmisi  sepeda Chainless ini  didapatkan  hasil sebagai berikut
Desain dari set depan Zerol Bevel Gear setelah dilakukan perancangan  dan  pembuatan  didapatkan  geometri  gear menggunakan material AISI 4340 dengan Module 2,5; r v 2:1, Face Width 20  mm  dan  A o =  55,902  mm. Pinion pada  set depan  mempunyai  N t =  20  gigi  dengan d =  50  mm,  γ  = 26,565 0 dan  OD  =  55,902  mm. Gear pada  set  depan mempunyai N t = 40 gigi dengan D = 100 mm, Γ = 63,435 0 dan OD = 102,01 mm.
Desain  dari  set  belakang Zerol Bevel Gear setelah dilakukan perancangan dan pembuatan didapatkan geometri gear menggunakan material AISI 4340 dengan Module 2,5; r v 1:1,5, Face Width 15 mm dan A o = 45,069 mm. Pinion pada set depan mempunyai N t = 20 gigi dengan d = 50 mm, γ = 33,69 0 dan  OD  =  54,438  mm. Gear pada  set  belakang mempunyai N t = 30 gigi dengan D = 75 mm, Γ = 56,31 0 dan OD = 76,757 mm.
Desain  dari  poros  setelah  dilakukan  perancangan  dan pembuatan didapatkan poros dimanufaktur dengan menggunakan  material  AISI  1045  dan  mempunyai  skema
poros  bertingkat  dengan  diameter  kecil  sebesar  0,67  in  dan diameter besar sebesar 0,82 in. Hal ini dilakukan agar poros tidak  bergerak  ke  arah  aksial  sehingga  aman  ketika digunakan.
Desain  dari  pasak  setelah  dilakukan  perancangan  dan pembuatan didapatkan pasak jenis Square Type dimanufaktur dengan  menggunakan  material  AISI  1020  dan  memiliki panjang 0,984 in.
Desain dari bearing setelah dilakukan perancangan didapat bearing  menggunakan  tipe Single  Row  Deep  Groove  Ball Bearing dengan dimensi bearing d i = 17 mm, d o = 35 mm, dan tebal  bearing  10  mm.  Dari  perhitungan  didapat  nilai  P  = 192,44  lb  dengan  umur  bearing  L 10 =  80796,07  jam  kerja. Untuk manufaktur dari rumah bearing menggunakan material alumunium  dengan  dimensi  rumah  bearing  menyesuaikan dari bearing yang digunakan.
Setelah  elemen  mesin  dari  sistem  transmisi  diproduksi, rangka sepeda standard dimodifikasi dengan cara memotong Chainstay dan menambahkan plat besi di bagian bagian yang diperlukan untuk memperkuat rangka dan rumah bearing agar sepeda aman ketika digunakan.

## B. Hasil Pengujian
Setelah  proses  perancangan  dan  pembuatan  sepeda Chainless selesai  dilakukan,  pengujian  dapat  dilakukan dengan  menggunakan  metode  pengujian  yang  telah digambarkan pada Gambar 9 dan telah dijelaskan pada tahap pengujian.
Dari  hasil  pengujian  sepeda Chain and Sprocket didapatkan data data yang tercantum pada Tabel 1 dan  Tabel 2.  Dari  data,  dapat  dilihat  bahwa  efisiensi  terbesar  sepeda Chain and Sprocket pada gear satu berada pada putaran poros pedal 55 rpm dengan nilai efisiensi 82,25%. Untuk efisiensi terbesar  sepeda Chain  and  Sprocket pada  gear  dua  berada pada  putaran  poros  pedal  55  rpm  dengan  nilai  efisiensi 89,92%.  Dengan  mengacu  pada  data  percobaan  terhadap sepeda Chain  and  Sprocket yang  telah  didapat,  grafik  nilai efisiensi  berbanding  dengan  rpm  untuk  sepeda  bertransmisi Chain and Sprocket dapat diplot seperti pada Gambar 14. Tabel 1. Pengujian Sepeda Chain and Sprocket Pada  Posisi Gear Ke-1
Tabel 2. Pengujian Sepeda Chain and Sprocket Pada  Posisi Gear Ke-2
Tabel 3 . Pengujian Sepeda Chainless Pada  Posisi Gear Ke-1
Tabel 4. Pengujian Sepeda Chainless Pada  Posisi Gear Ke-2
Gambar 14. Grafik rpm vs Efisiensi Transmisi Sepeda Chain Sprocket
Gambar 15. Grafik rpm vs Efisiensi Transmisi Sepeda Chainless
Gambar 16. Grafik rpm vs Efisiensi vs Sepeda
Setelah  pengujian  sepeda Chain  and  Sprocket selesai dilakukan,  pengujian  untuk  sepeda Chainless dapat dilakukan. Dari pengujian yang telah dilakukan pada sepeda Chainless didapatkan data yang tercantum pada Tabel 3 dan Tabel  4.  Dari  data,  dapat  dilihat  bahwa  efisiensi  terbesar sepeda Chainless pada gear satu berada pada putaran poros pedal 55 rpm dengan nilai efisiensi 79,26%. Untuk efisiensi terbesar sepeda Chainless pada gear dua berada pada putaran poros  pedal  55  rpm  dengan  nilai  efisiensi  77,30%.  Dengan
Wa tt HP Wa tt HP Tors i
(Nm) HP 119,9 0,16 7,5 0,01 1043,9 0,07 11,65 11,72 0,13 82,25 143,5 0,19 11,8 0,02 1233,7 0,09 10,69 10,78 0,14 74,68 164,9 0,22 13,0 0,02 1423,5 0,09 10,32 10,41 0,16 72,41 194,0 0,26 16,1 0,02 1613,3 0,10 11,50 11,59 0,20 77,66 Beba n
rpm Rol l er Tors i Beba n (Nm) ∆Tors i (Nm) Output Eff Input Wa tt HP Wa tt HP Tors i (Nm) HP
170,2 0,23 15,6 0,02 1430 0,92 12,36 13,28 0,21 89,92 187,2 0,25 13,8 0,02 1690 0,69 8,80 9,49 0,17 69,04
223,7 0,3 16,8 0,02 1950 0,73 10,34 11,06 0,23 77,72
261,7 0,35 20,0 0,03 2210 0,77 11,03 11,80 0,28 80,28 Beba n rpm Rol l er
Tors i Beba n (Nm) ∆Tors i (Nm) Output Eff Input
Wa tt HP Wa tt HP
Tors i (Nm) HP 30,87 0,04 2,8 0,004 782,9 0,31 3,57 3,88 0,03 79,26 40,47 0,05 3,6 0,005 925,3 0,33 3,36 3,69 0,04 68,00 48,76 0,07 5,2 0,007 1067,6 0,41 3,83 4,24 0,05 74,80 56,65 0,08 7,3 0,010 1210,0 0,51 4,01 4,52 0,06 77,85 Eff
Input Beba n rpm
Rol l er Tors i Beba n (Nm) ∆Tors i (Nm) Output
Wa tt HP Wa tt HP
Tors i (Nm) HP 34,02 0,05 3,5 0,005 1072,5 0,28 2,76 3,04 0,04 77,30 41,76 0,06 4,6 0,006 1267,5 0,31 2,37 2,67 0,04 65,37 51,84 0,07 7,8 0,010 1462,5 0,45 2,65 3,10 0,05 70,53 56,64 0,08 8,5 0,011 1657,5 0,43 2,66 3,09 0,06 72,86
Input Beba n
rpm Rol l er Tors i Beba n (Nm) ∆Tors i (Nm) Output
Eff
mengacu  pada  data  percobaan  terhadap  sepeda Chainless yang  telah  didapat,  grafik  nilai  efisiensi  berbanding  dengan rpm untuk sepeda bertransmisi Chainless dapat diplot seperti pada Gambar 15.
Dari  grafik  diatas,  tren  garis  pada  setiap  sistim  transmisi yaitu  nilai  efisiensi  turun  seiring  dengan  kenaikan  putaran poros pedal, hal ini disebabkan gesekan yang terjadi semakin besar  maka  nilai efisiensi juga turun. Nilai efisiensi  masing masing sepeda pada gear ke-1 dan ke-2 berbeda disebabkan oleh Internal Hub Gear Shimano Nexus3 mempunyai  nilai efisiensi  yang  berbeda  pada  setiap  posisi  gearnya  yaitu sebesar 90% pada gear 1 dan 93% pada gear 2 menurut hasil penelitian  yang  pernah  dilakukan  pada Internal  Hub  Gear Shimano  Nexus3 ini  [5] . Selain  itu,  faktor  pelumasan  juga mempengaruhi hasil pengujian efisiensi. Untuk pelumas yang diberikan yaitu oli mineral pada awal pengujian saja sehingga gesekan  yang  terjadi  semakin  besar.  Hal  ini  dapat  menjadi salah  satu  turunnya  nilai  efisiensi  seiring  dengan  kenaikan putaran poros pedal. Karakteristik torsi dari motor listrik juga mempengaruhi  hasil  pengujian  efisiensi  ini.  Karakteristik dari  motor listrik  yaitu pada kecepatan putaran rendah  torsi yang  dihasilkan  tinggi,  seiring  dengan  kenaikan  kecepatan putaran motor listrik torsi yang dihasilkan turun pada putaran tertentu,  Hal  ini  menyebabkan  nilai  efisiensi  turun  lebih landai. Selain itu juga dipengaruhi oleh temperatur dari motor listriknya,  karena  pada  saat  pengujian  dilakukan  semakin lama motor listrik dinyalakan maka temperatur semakin naik, dengan  kata  lain  efisiensi Thermal dari  motor  listrik  turun seiring dengan kenaikan suhu dari motor listrik tersebut.

## IV. KESIMPULAN
Kesimpulan dari penelitian ini adalah sebagai berikut :
1. Geometri Zerol  Bevel  Gear yang  dibuat  dengan spesifikasi  rasio  total  transmisi  1  :  1,33,  dengan  rasio gear  depan  2:1  dengan  jumlah  gigi Gear 40  gigi  dan Pinion 20 gigi dan belakang  1:1,5 dengan jumlah  gigi Gear 30 gigi dan Pinion 20 gigi.
2. Sepeda Chainless dibuat sesuai dengan perhitungan dan di desain dengan menyesuaikan dari Frame sepeda yang sudah  dengan  memodifikasi Frame sepeda  tersebut,
didapatkan  poros  bertingkat  dengan  diameter  poros 0,67in dan panjang poros 395 mm, bearing D i 17mm ; D o 35mm,  dengan  geometri  rumah  bearing  sesuai dengan  dimensi  bearing  dan  penyangga  poros  yang Rigid .
3. Alat pengujian dibuat sesuai dengan desain sepeda dan dapat  mengukur  efisiensi  transmisi  dari  sepeda  yang diuji. Alat pengujian yang dilengkapi dengan Roller dan penyangga Frame sehingga  memudahkan  untuk pengambilan data, dan terdapat dua motor listrik dimana satu  motor  berfungsi  sebagai  pemberi  beban  dan  satu motor  lisrik  berfungsi  untuk  memutar  poros  pedal, Stroboscope yang berfungsi untuk pengukuran putaran poros  pedal  dan Roller pengujian.  Hasil  pengujian efisiensi tertinggi dari sepeda Chain and Sprocket pada gear  1  ada  pada  putaran  poros  pedal  55  rpm  dengan efisiensi  82,25  %.  Hasil  pengujian  efisiensi  tertinggi dari sepeda Chain and Sprocket untuk gear percepatan ke-2  ada  pada  putaran  poros  pedal  55  rpm  dengan efisiensi 89,92%. Hasil pengujian efisiensi tertinggi dari sepeda Chainless untuk gear percepatan ke-1 ada pada putaran  poros  pedal  55  rpm  dengan  efisiensi  79,26  % dan  Hasil  pengujian  tertinggi  efisiensi  dari  sepeda Chainless untuk gear percepatan ke-2 ada pada putaran poros pedal 55 rpm dengan efisiensi 77,30 %. Semakin tinggi  putaran  poros  pedal  maka  semakin  rendah  nilai efisiensinya  dengan  dipengaruhi  oleh  beberapa  faktor, diantaranya  efisiensi  dari  hub  internal,    motor  listrik, dan alat pengujian.

## DAFTAR PUSTAKA
[1] et  al.  Mayur  Linagaria, Dynamic  Chainless  Bicycle .  Junagadh, 2015.
[2] A.  K.  Sulistiyan,  “Rancang  Bangun dan  Uji  Efisiensi  Transmisi Sepeda Chainless Tipe Crossed Helical Gear,” 2016.
[3] S. P. Radzevich, Dudley’s Handbook of Practical Gear Design and Manufacture Second Edition . United States of America, 2012.
[4] C. D. Deutschman, Aaron. J. Michels, Walter. E. Wilson, Machine Design Theory and Practice . United State of America, 1975.
[5] D. Mozer, Internasional Bicycle Fund . America.