Динаміка машин і механізмів, розділ теорії машин і механізмів, в якому вивчається рух механізмів і машин з врахуванням сил, що діють на них. Д. м. і м. вирішує наступні основні завдання: встановлення законів руху ланок механізмів, регулювання руху ланок, знаходження втрат на тертя, визначення реакцій в кінематичних парах, урівноваження машин і механізмів.
Визначення законів руху ланок механізму по заданих характеристиках зовнішніх сил вирішують за допомогою диференціальних рівнянь руху механічної системи або машинного агрегату, що складається зазвичай з двигуна, передавального механізму, робочої машини і пристрою, що інколи управляє. Число рівнянь дорівнює числу мір свободи цієї механічної системи. У плоских механізмах з однією мірою свободи для зручності рішення задачі всі сили і маси приводять до однієї ланки або точки механізму, які називаються ланкою приведення або точкою приведення. Умовний момент, прикладений до ланки приведення, називається моментом приведення. Момент приведення дорівнює сукупності всіх моментів і сил, прикладених до ланок механізму. Умовний момент інерції ланки приведення називається приведеним моментом інерції. Кінетична енергія ланки приведення дорівнює сумі кінетичних енергій всіх ланок механізму. Аналогічно визначають приведену силу і масу в точці приведення ( мал. , а):
де М-код п — приведений момент; J п — приведений момент інерції; Р п — приведена сила; m п — приведена маса; M 1 , M 2 , P 2 , P 3 — моменти і сили, прикладені до ланок механізму; w 1 , w 2 — кутові швидкості ланок; u B , u C — швидкості точок В і З механізму; us 2 — швидкість центру тяжіння ланки 2 ; u K — швидкість точки До додатки сили P 2 ; a 2 — кут між векторами P 2 і u K ; a 3 — кут між векторами P 3 і u C . Рівняння руху для даного випадку:
т. е, М-код п в загальному випадку залежить від часу, положення, швидкості.
Рівняння руху зазвичай є нелінійними. Методів точного рішення їх не існує, тому користуються наближеними графічними, графо-аналітічнімі і чисельними методами інтеграції. Встановити закон руху механічної системи складніше, якщо враховувати тертя і зазори в кінематичних парах, пружність і змінність мас ланок. Інколи, наприклад при вивченні швидкоплинних процесів в машинах, деякі зовнішні сили не можна вважати заданими, т.к. двіженіє механізму може надати зворотну дію на характеристику цих сил. Наприклад, в деяких режимах з великими прискореннями не можна приймати механічну характеристику електродвигуна як задану залежність моменту на валу двигуна від кутової швидкості, т.к. на цей момент істотний вплив можуть зробити електромагнітні процеси в електродвигуні. В цьому випадку до диференціальних рівнянь руху механічної системи додають диференціальне рівняння електромагнітних процесів в електродвигуні і вирішують їх спільно.
Питання регулювання руху машинного агрегату і управління їм розглядаються в теорії регулювання. Розрізняють несталий, перехідний і сталий режими руху. При сталому режимі швидкості точок механізму є періодичними функціями часу або положення або залишаються постійними. Регулювання сталого руху зводиться до забезпечення кутової швидкості ланки приведення, що не перевищує допустимого відхилення від її значення. Для цього розраховують і встановлюють на машину спеціальну масу — маховик . Необхідність регулювання несталого руху виникає у тому випадку, коли, не дивлячись на неперіодичну зміну зовнішніх сил або мас, в механізмі потрібно підтримувати середню швидкість ланки приведення постійної. Для цього на машину встановлюють спеціальних автоматичних регулювальників. Основним завданням при цьому є визначення стійкості руху системи машина — регулювальник. Якщо ж швидкість якої-небудь ланки (або ін. параметра) потрібно змінювати по заданому закону (програмі), то в машину вбудовують програмний пристрій. Прикладом може служити програмне управління металоріжучими верстатами. Конкретне завдання, що розглядається теорією регулювання, — відшукання оптимальних режимів руху машин (оптимальне управління). Наприклад, визначення руху з наїбистрейшим перехідним режимом при обмеженому прискоренні, тобто оптимального по швидкодії, або рухи з мінімумом енергії, що витрачається в перехідному режимі, тобто оптимального по втратах.
Знаходження непродуктивних втрат в машинах зводиться до визначення втрат на тертя, які є основними і впливають на ефективність роботи машин і механізмів. Міра використання енергії в машині оцінюється механічним ккд(коефіцієнт корисної дії).
Кинетостатічеський розрахунок механізмів, що виконується при відомому законі руху механізму, виробляється визначенням реакцій в кінематичних парах від всіх заданих зовнішніх сил, а також сил інерції ланок і сил тертя в кінематичних парах. Значення цих реакцій входять в розрахунки ланок на міцність і необхідні для підбору підшипників і розрахунку їх мастила.
Урівноваження машин і механізмів здійснюється раціональним підбором і розміщенням противаг що знижують динамічний тиск в кінематичних парах механізмів. На практиці здійснюють урівноваженням машини на фундаменті (запобігання вібрацій ) або урівноваженням мас, що обертаються, — балансуванням . Інерційні сили в сучасних швидкохідних машинах досягають великих значень. Змінні по величині і напряму сили інерції порушують нормальну роботу вузлів машини, є джерелом вібрацій і шуму, які шкідливо впливають на обслуговуючий персонал і порушують нормальну роботу ін. механізмів і приладів. У вібраційних машинах розраховують умови створення інтенсивних коливань їх виконавських органів. Динамічні дослідження в машинах безпосередньо пов'язані з розрахунками на міцність і жорсткість елементів машин, які проводяться з метою вибору розмірів і конструктивних форм деталей. Методи таких розрахунків зазвичай викладаються в учбових дисциплінах: опір матеріалів, динаміка споруд, деталі машин.
Динамічні дослідження проводять також для просторових механізмів з багатьма мірами свободи. Системи подібного типа володіють великою універсальністю виконуваних операцій.
Літ.: Кожешник Я., Динаміка машин, пер.(переведення) з чешськ., М., 1961; Зіновьев Ст А., Бессонов А. П., Основи динаміки машинних агрегатів, М., 1964; Артобольовський І. І., Теорія механізмів, 2 видавництва, М., 1967; Шкіряників С. Н., Теорія механізмів і машин, 3 видавництва, М., 1969.
