KWALIFIKACJA MEC9 - CZERWIEC 2021

PYTANIE NR 21.
Który wymiar średnicy zewnętrznej wieńca zębatego należy przygotować do wykonania koła zębatego o liczbie zębów 52 i module 3?
Ilustracja przedstawia wzór matematyczny związany z obliczaniem średnicy wierzchołkowej koła zębatego.
A.
B.
C.
D.
Wyjaśnienie poprawnej odpowiedzi:
Średnica zewnętrzna (wierzchołkowa) koła zębatego dla modułu m i liczby zębów z wynosi: da = m·(z+2).
Dla m=3 i z=52: da=3·(52+2)=3·54=162 mm. Pozostałe wartości wynikają z użycia innej średnicy lub błędnego wzoru.

Pełne wyjaśnienie:

W zadaniu pytają o średnicę zewnętrzną wieńca zębatego, czyli w praktyce o średnicę wierzchołkową koła zębatego (oznaczaną często jako da). To jest wymiar po wierzchołkach zębów, istotny m.in. przy przygotowaniu półfabrykatu i doborze naddatków.

Dla standardowego koła zębatego o module m i liczbie zębów z obowiązuje zależność:
da = m · (z + 2)

Podstawienie danych z treści:

  • liczba zębów: z = 52
  • moduł: m = 3

Obliczenie krok po kroku:

  • z + 2 = 52 + 2 = 54
  • da = 3 · 54 = 162 mm

Dlatego poprawna jest odpowiedź: "162 mm".

Dlaczego pozostałe propozycje są błędne?

  • "156 mm" wygląda jak wynik z pominięciem składnika +2 (czyli użycia uproszczenia m·z), które dotyczy średnicy podziałowej (d = m·z), a nie średnicy zewnętrznej.
  • "106 mm" i "104 mm" są niezgodne z zależnościami dla koła o 52 zębach i module 3; takie wartości mogłyby pasować do zupełnie innych parametrów (np. mniejszej liczby zębów lub innego modułu). To typowy błąd wynikający z podstawienia nie tych danych albo z nieprawidłowego wzoru.

Wskazówka egzaminacyjna: gdy w pytaniu pojawia się sformułowanie "średnica zewnętrzna" koła zębatego, najpierw upewnij się, czy chodzi o średnicę wierzchołkową. Jeżeli tak, szukaj we wzorach składnika (z+2), który "dodaje" po jednym module na każdą stronę uzębienia.

Dodatkowe pytania

Dodatkowe pytania (FAQ):
Moduł m to podstawowy parametr uzębienia, który wiąże wymiary koła z liczbą zębów. Dzięki niemu można szybko obliczać średnice charakterystyczne, np. średnicę podziałową i wierzchołkową. W praktyce moduł pomaga dobrać współpracujące koła i przygotować półfabrykat pod obróbkę.
Dla standardowego koła zębatego średnica zewnętrzna (wierzchołkowa) spełnia zależność: da = m·(z+2). Najpierw dodaj 2 do liczby zębów, a potem pomnóż przez moduł. To typowe zadanie rachunkowe na egzaminie mechanika.
Składnik +2 wynika z tego, że średnica wierzchołkowa obejmuje naddatek wierzchołka zęba (addendum) po obu stronach promienia. W standardowym uzębieniu addendum ma wartość około jednego modułu, więc na średnicy daje to w sumie "+2 moduły".
Średnica podziałowa (często liczona jako d = m·z) dotyczy okręgu podziałowego, ważnego dla współpracy kół. Średnica zewnętrzna (wierzchołkowa) jest większa i obejmuje wierzchołki zębów: da = m·(z+2). Pomylenie tych średnic to częsty błąd.
Najczęściej: (1) użycie d = m·z zamiast da = m·(z+2), (2) pominięcie "+2", (3) podstawienie błędnej liczby zębów albo modułu, (4) zgubienie jednostek (mm). Pomaga zapisanie danych i wykonanie obliczeń krok po kroku.
Nie zawsze. Jeśli w zadaniu podano moduł i liczbę zębów, to średnicę zewnętrzną standardowego koła wyznaczysz ze wzoru. Rysunek jest potrzebny, gdy pojawia się przesunięcie zarysu, niestandardowe wysokości zębów lub dodatkowe wymagania konstrukcyjne.
Średnica wierzchołkowa jest ważna przy doborze półfabrykatu (odkuwka, pręt), przy planowaniu toczenia przed nacinaniem uzębienia oraz w kontroli końcowej wymiarów. Pozwala ocenić, czy po obróbce pozostanie odpowiedni materiał na wierzchołkach zębów.
Szybka kontrola: średnica zewnętrzna powinna być trochę większa od średnicy podziałowej d = m·z. Różnica wynosi 2m, czyli dla m=3 różnica to 6 mm. Jeśli d = 3·52 = 156 mm, to da powinno wyjść 162 mm. Taka kontrola ogranicza błędy.
156 mm odpowiada średnicy podziałowej d = m·z dla m=3 i z=52. Byłaby poprawna tylko wtedy, gdy pytanie dotyczyłoby średnicy podziałowej, a nie zewnętrznej (wierzchołkowej). W tym typie zadań kluczowe jest dokładne czytanie, jakiej średnicy dotyczy treść.
Warto opanować zestaw podstawowych definicji i wzorów: moduł, liczba zębów, średnice (podziałowa, wierzchołkowa, stóp) oraz sens tych wielkości w technologii. Ćwicz krótkie zadania rachunkowe i zawsze zapisuj, jaką średnicę liczysz, aby nie pomylić pojęć.
info

Statystycznie 59% uczniów zna prawidłową odpowiedź. średnie

Źródła:

  • Wikipedia (PL) – "Koło zębate" (zależności dla średnicy podziałowej i wierzchołkowej) https://pl.wikipedia.org/wiki/Ko%C5%82o_z%C4%99bate - dostęp 2026-03-01
  • Wikipedia (EN) – "Involute gear" (gear nomenclature, addendum circle/outside diameter relations) https://en.wikipedia.org/wiki/Involute_gear - dostęp 2026-03-01
  • KHK Gears – "Gear Terminology / Calculation (module gears)" (pojęcia: pitch diameter, outside diameter) https://khkgears.net/new/gear_knowledge/gear_technical_reference/gear_terminology_calculation.html - dostęp 2026-03-01

Materiały:

  • Podręczniki i skrypty z podstaw konstrukcji maszyn (dział: koła zębate)
  • Materiały dydaktyczne do kwalifikacji MEC.9 z zakresu obróbki i wymiarowania elementów maszyn
  • Notatki ze wzorami: średnice koła zębatego (podziałowa, wierzchołkowa, stóp)

Aktualizacja pytania: 31.03.2026



Aktualizacja pytania: 31.03.2026
📡 Brak połączenia internetowego