KWALIFIKACJA MEC9 - CZERWIEC 2018

PYTANIE NR 21.
Jaką średnicę zewnętrzną wieńca zębatego należy przygotować do wykonania koła zębatego o liczbie zębów 52 i module 3?
Ilustracja przedstawia wzór matematyczny używany do obliczania średnicy wierzchołkowej koła zębatego.
A.
B.
C.
D.
Wyjaśnienie poprawnej odpowiedzi:
Średnica podziałowa koła wynosi d = m·z = 3·52 = 156 mm. Dla standardowego koła zębatego o uzębieniu zewnętrznym średnica zewnętrzna (wierzchołkowa) jest większa o 2m: da = d + 2m = 156 + 6 = 162 mm. Pozostałe wartości nie spełniają tej zależności.

Pełne wyjaśnienie:

W zadaniu podano liczbę zębów z = 52 oraz moduł m = 3. Moduł wiąże wymiary koła zębatego z liczbą zębów i jest podstawowym parametrem geometrii uzębienia.

Najpierw wyznacza się średnicę podziałową, czyli średnicę okręgu, na którym teoretycznie zachodzi toczenie bez poślizgu w zazębieniu. Dla standardowego koła zębatego o uzębieniu zewnętrznym zależność jest prosta:

d = m · z

Po podstawieniu: d = 3 · 52 = 156 mm.

Pytanie dotyczy jednak średnicy zewnętrznej wieńca, czyli średnicy wierzchołków zębów (średnicy wierzchołkowej). W standardowym uzębieniu (bez korekcji) wysokość głowy zęba jest równa m, a więc promień zwiększa się o m, a średnica o 2m:

da = d + 2m

Zatem: da = 156 + 2·3 = 156 + 6 = 162 mm. Taki wymiar należy przygotować dla wieńca przed wykonaniem uzębienia (z uwzględnieniem, że w praktyce technologicznej może się jeszcze doliczać naddatki obróbkowe, jeśli są wymagane w procesie).

Dlaczego pozostałe odpowiedzi są błędne? Wartość 156 mm odpowiada średnicy podziałowej, a nie zewnętrznej. Odpowiedzi 106 mm i 104 mm są niezgodne nawet ze skalą wynikającą z m·z (dla m=3 i z=52 średnica nie może być tak mała), co wskazuje na pomyłkę w podstawieniu lub w doborze wzoru.

Dodatkowe pytania

Dodatkowe pytania (FAQ):
Średnicę podziałową liczy się ze wzoru d = m · z, gdzie m to moduł, a z liczba zębów. To podstawowy krok, bo większość pozostałych średnic (np. zewnętrzna) wyznacza się jako korektę średnicy podziałowej o wielokrotność modułu.
To średnica mierzona po wierzchołkach zębów (po okręgu wierzchołkowym). Dla standardowego koła o uzębieniu zewnętrznym jest większa od średnicy podziałowej o 2m, bo z każdej strony promień rośnie o wysokość głowy zęba równą modułowi.
W standardowym uzębieniu (bez korekcji) wysokość głowy zęba wynosi m. To zwiększa promień okręgu od podziałowego do wierzchołkowego o m. Ponieważ średnica to dwa promienie, całkowity przyrost średnicy wynosi 2m.
Najczęściej myli się średnicę podziałową z zewnętrzną i kończy na d = m·z. Drugi błąd to dodanie tylko m zamiast 2m (pomylenie zmiany promienia ze zmianą średnicy). Zdarza się też błąd rachunkowy w mnożeniu m·z.
Dla typowych kół zębatych o uzębieniu zewnętrznym i standardowej definicji modułu wzór d = m·z jest podstawową zależnością. W praktyce mogą występować modyfikacje (np. korekcja uzębienia), które wpływają na inne średnice, ale d nadal wynika z m i z.
Średnica podziałowa zwykle jest wielkością obliczeniową i nie zawsze bywa wymiarowana bezpośrednio; częściej spotyka się średnice rzeczywiste: zewnętrzną (po wierzchołkach) i stóp zębów. Jeśli na rysunku jest oznaczenie średnicy wierzchołkowej, dotyczy przygotówki wieńca.
Gdy przygotowuje się półfabrykat do toczenia i dalszego nacinania uzębienia. Znajomość średnicy zewnętrznej pozwala dobrać średnicę materiału, zaplanować operacje toczenia oraz kontrolę po obróbce. To typowe zadanie w planowaniu procesu dla elementów przekładni.
Moduł skaluje geometrię uzębienia: im większy moduł, tym większe zęby i większe średnice dla tej samej liczby zębów. W produkcji wpływa to na dobór narzędzi (np. frezów/narzędzi do dłutowania), parametry obróbki oraz wymagany gabaryt półfabrykatu.
Trudno, bo trzeba wiedzieć, która średnica jest wymagana i jaki jest związek z modułem. Sama arytmetyka nie wystarczy: konieczne jest rozróżnienie pojęć (podziałowa vs zewnętrzna) oraz znajomość typowego przyrostu 2m dla średnicy wierzchołkowej.
Wykonaj dwa kroki kontrolne: (1) policz d = m·z i upewnij się, że ma sens (dla m=3 i z=52 wyjdzie ok. 150 mm), (2) dodaj 2m, nie m. Na końcu porównaj, czy wynik jest większy od d dokładnie o 6 mm.
info

To pytanie poprawnie rozwiązuje 46% zdających egzamin. trudne

Źródła:

  • https://pl.wikipedia.org/wiki/Ko%C5%82o_z%C4%99bate - sekcja opisująca podstawowe wielkości geometryczne kół zębatych (średnica podziałowa i zależności), dostęp: 2026-03-01
  • https://www.engineersedge.com/gears/gear_calculator.htm - kalkulator i definicje podstawowych średnic koła zębatego (pitch/outside diameter), dostęp: 2026-03-01
  • https://www.khkgears.net/new/gear_knowledge/gear_technical_reference/involute_gear_profile.html - omówienie geometrii standardowego uzębienia ewolwentowego i zależności wymiarowych, dostęp: 2026-03-01

Materiały:

  • Podstawy konstrukcji maszyn: rozdziały o kołach zębatych i geometrii uzębienia
  • Poradniki technologiczne obróbki kół zębatych (toczenie przygotówki, nacinanie uzębienia)
  • Tablice/wzory z geometrii uzębień (średnice: podziałowa, wierzchołkowa, stóp)

Aktualizacja pytania: 31.03.2026



Aktualizacja pytania: 31.03.2026
📡 Brak połączenia internetowego