Kumpulan Contoh Soal Sambungan Pasak Teknik Mesin Beserta Jawaban Terbaru

Sambungan pasak merupakan salah satu komponen penting dalam bidang teknik mesin, khususnya pada sistem transmisi daya. Bagi mahasiswa SMK, D3, maupun S1 Teknik Mesin, materi tentang sambungan pasak sering muncul dalam ujian teori, praktik bengkel, hingga soal perhitungan desain elemen mesin. Oleh karena itu, memahami contoh soal sambungan pasak teknik mesin beserta jawaban terbaru sangat penting untuk memperdalam konsep sekaligus melatih kemampuan analisis perhitungan.

Artikel ini membahas secara lengkap teori dasar sambungan pasak, rumus yang digunakan dalam perhitungan, serta kumpulan contoh soal sambungan pasak teknik mesin beserta jawaban dan pembahasan detail agar mudah dipahami seperti referensi pembelajaran populer.

Pengertian Sambungan Pasak dalam Teknik Mesin

Dalam elemen mesin, sambungan pasak (key joint) adalah komponen penghubung antara poros (shaft) dan hub (misalnya pulley, roda gigi, atau sprocket) yang berfungsi untuk meneruskan momen puntir (torsi).

Pasak biasanya berbentuk batang persegi atau persegi panjang yang dipasang pada alur (keyway) di poros dan hub. Dengan adanya pasak, putaran poros dapat ditransmisikan ke elemen mesin lain tanpa terjadi slip.

baca juga:Kumpulan Contoh Soal Rekonsiliasi Bank dan Format Makalah yang Sistematis dan Mudah Dipahami

🔖 Baca juga:

10 Contoh Soal Perkalian Susun untuk SD Beserta Cara Mengerjakannya

Secara umum, sambungan pasak bekerja berdasarkan prinsip tahanan geser (shear stress) dan tegangan tekan (crushing stress).

Fungsi Sambungan Pasak

Beberapa fungsi utama sambungan pasak dalam sistem mekanik antara lain:

1. Meneruskan torsi dari poros ke hub
2. Menjaga keselarasan antara poros dan elemen yang dipasang
3. Mencegah terjadinya slip saat sistem berputar
4. Memudahkan proses pembongkaran dan pemasangan

Dalam praktik teknik mesin, sambungan pasak banyak digunakan pada sistem transmisi seperti gearbox, mesin industri, dan peralatan manufaktur.

Jenis-Jenis Sambungan Pasak

Berikut beberapa jenis sambungan pasak yang umum digunakan:

1. Pasak Persegi dan Persegi Panjang

Jenis ini paling sering digunakan karena sederhana dan mudah dibuat.

2. Pasak Tirus

Memiliki kemiringan tertentu sehingga dapat mengunci lebih kuat saat dipasang.

3. Pasak Setengah Bulat (Woodruff Key)

Berbentuk setengah lingkaran dan sering digunakan pada poros kecil.

4. Pasak Geser (Feather Key)

Memungkinkan hub bergerak aksial namun tetap meneruskan torsi.

Pemilihan jenis pasak tergantung pada kebutuhan beban, ukuran poros, dan kondisi kerja mesin.

Rumus Dasar Perhitungan Sambungan Pasak

Dalam perhitungan sambungan pasak teknik mesin, terdapat beberapa rumus penting yang harus dikuasai.

1. Torsi (T)

$$T = \frac{P \times 60}{2\pi n}$$T=2πnP×60​

Keterangan:
T = torsi (N·m)
P = daya (W)
n = putaran (rpm)

2. Tegangan Geser Pasak

$$\tau = \frac{2T}{d \cdot l \cdot b}$$τ=d⋅l⋅b2T​

Keterangan:
τ = tegangan geser (N/mm²)
T = torsi (N·mm)
d = diameter poros (mm)
l = panjang pasak (mm)
b = lebar pasak (mm)

3. Tegangan Tekan (Crushing Stress)

$$\sigma_c = \frac{4T}{d \cdot l \cdot h}$$σc​=d⋅l⋅h4T​

Keterangan:
σc = tegangan tekan
h = tinggi pasak

Rumus-rumus ini menjadi dasar dalam menyelesaikan contoh soal sambungan pasak teknik mesin.

Kumpulan Contoh Soal Sambungan Pasak Teknik Mesin Beserta Jawaban Terbaru

Berikut beberapa contoh soal lengkap dengan pembahasan langkah demi langkah.

Contoh Soal 1

Sebuah poros berdiameter 40 mm mentransmisikan daya 10 kW pada putaran 300 rpm. Hitung torsi yang bekerja pada poros tersebut.

Jawaban:

Diketahui:
P = 10 kW = 10.000 W
n = 300 rpm

Gunakan rumus:$$T = \frac{P \times 60}{2\pi n}$$T=2πnP×60​ $$T = \frac{10.000 \times 60}{2\pi \times 300}$$T=2π×30010.000×60​ $$T = \frac{600.000}{1884}$$T=1884600.000​ $$T = 318,47 \text{ N·m}$$T=318,47 N\cdotpm

Jadi, torsi yang bekerja sebesar 318,47 N·m.

Contoh Soal 2

Sebuah pasak memiliki lebar 12 mm dan panjang 60 mm, dipasang pada poros diameter 40 mm. Jika torsi yang ditransmisikan sebesar 318,47 N·m, hitung tegangan geser yang terjadi.

Jawaban:

Ubah torsi ke N·mm:$$T = 318,47 \times 1000 = 318.470 \text{ N·mm}$$T=318,47×1000=318.470 N\cdotpmm

Gunakan rumus:$$\tau = \frac{2T}{d \cdot l \cdot b}$$τ=d⋅l⋅b2T​ $$\tau = \frac{2 \times 318.470}{40 \times 60 \times 12}$$τ=40×60×122×318.470​ $$\tau = \frac{636.940}{28.800}$$τ=28.800636.940​ $$\tau = 22,12 \text{ N/mm²}$$τ=22,12 N/mm²

Jadi, tegangan geser yang terjadi sebesar 22,12 N/mm².

Contoh Soal 3

Diketahui tinggi pasak 8 mm. Hitung tegangan tekan yang terjadi.

Gunakan rumus:$$\sigma_c = \frac{4T}{d \cdot l \cdot h}$$σc​=d⋅l⋅h4T​ $$\sigma_c = \frac{4 \times 318.470}{40 \times 60 \times 8}$$σc​=40×60×84×318.470​ $$\sigma_c = \frac{1.273.880}{19.200}$$σc​=19.2001.273.880​ $$\sigma_c = 66,35 \text{ N/mm²}$$σc​=66,35 N/mm²

Tegangan tekan sebesar 66,35 N/mm².

Analisis Keamanan Sambungan Pasak

Dalam teknik mesin, tidak cukup hanya menghitung tegangan. Perlu dibandingkan dengan tegangan izin material.

Jika tegangan geser izin material baja adalah 50 N/mm² dan hasil perhitungan 22,12 N/mm², maka sambungan aman.

Faktor keamanan (Safety Factor) dapat dihitung:$$SF = \frac{\tau_{izin}}{\tau_{kerja}}$$SF=τkerja​τizin​​ $$SF = \frac{50}{22,12} = 2,26$$SF=22,1250​=2,26

Nilai ini menunjukkan desain cukup aman.

Tips Mengerjakan Soal Sambungan Pasak

Agar lebih mudah mengerjakan soal sambungan pasak teknik mesin, perhatikan langkah berikut:

1. Ubah satuan daya ke Watt
2. Ubah torsi ke N·mm sebelum menghitung tegangan
3. Gunakan rumus sesuai jenis tegangan yang ditanya
4. Periksa kembali satuan perhitungan
5. Bandingkan dengan tegangan izin material

Kesalahan paling umum adalah lupa mengonversi satuan.

Contoh Soal Pilihan Ganda Sambungan Pasak

1. Fungsi utama pasak adalah:
   a. Mengurangi gesekan
   b. Meneruskan torsi
   c. Mengurangi panas
   d. Mengubah putaran

Jawaban: b

2. Jika diameter poros bertambah, maka tegangan geser akan:
   a. Naik
   b. Tetap
   c. Turun
   d. Nol

Jawaban: c

3. Satuan torsi dalam SI adalah:
   a. N
   b. N/mm
   c. N·m
   d. kg

Jawaban: c

Contoh Soal Essay Sambungan Pasak

1. Jelaskan mengapa pasak dapat mengalami kegagalan geser dan tekan.

Jawaban:
Karena pasak menerima beban torsi yang menghasilkan gaya tangensial. Gaya ini menimbulkan tegangan geser pada penampang pasak serta tegangan tekan pada bidang kontak antara pasak dan hub.

2. Mengapa faktor keamanan penting dalam desain pasak?

Jawaban:
Untuk memastikan sambungan tetap aman meskipun terjadi beban dinamis, kelelahan material, atau variasi beban kerja.

Kesalahan Umum dalam Perhitungan Sambungan Pasak

Beberapa kesalahan yang sering terjadi dalam mengerjakan contoh soal sambungan pasak teknik mesin:

1. Tidak mengonversi satuan daya
2. Salah memasukkan diameter poros
3. Lupa membedakan rumus geser dan tekan
4. Tidak memperhitungkan faktor keamanan

Memahami konsep dasar akan meminimalkan kesalahan tersebut.

baca juga;Mahasiswa Universitas Teknokrat Indonesia Juara Nasional Lomba Karya Ilmiah RnDC 2025

Kesimpulan

Kumpulan contoh soal sambungan pasak teknik mesin beserta jawaban terbaru ini memberikan gambaran lengkap mulai dari teori, rumus, hingga pembahasan perhitungan secara detail. Sambungan pasak berfungsi untuk meneruskan torsi dari poros ke hub dan harus dirancang dengan memperhatikan tegangan geser serta tegangan tekan.

penulis:ilham