古代机械

古代机械（一）我国是世界上发明和利用机械最早的国家之一，有些发明居世界前列。

在机械原理、结构设计和动力应用等方面都取得较高成就。

春秋时期（公元前770----前476年）就发明了蕴涵杠杆原理的桔槔；自东汉始，形状用途各异的齿轮广泛应用在水转连磨、指南车、记里鼓车等机械上；在原动力方面，逐步从人力、畜力向利用水力、风力的方向发展，机械传动方式亦逐步扩大。

在历史上，我国的先民对机械的不断发明、创造、革新，大大推动了生产力的发展和社会的进程。

科学技术的发展和人类社会的其他事物一样，是有着一定的历史继承性的。

今天的科学技术，正是由过去的科学技术发展而来的。

研究和了解中国科学技术发展的历史，探讨它的发展规律，将可以起到借鉴历史、温故知新的作用。

简单机械公元前8000～前2800年期间出现了陶轮（制陶用转台），农具大约出现在公元前6000～前5000年，除石斧、石刀外，还有石锄、石铲、石镰、蚌镰、骨镰和骨耜。

石斧和石刀上已有用硬质砂子磨削而成的孔。

中国在大约40～50万年前，就已出现加工粗糙的刮削器、砍砸器和三棱形尖状器等原始工具。

4～5万年前出现磨制技术，许多石器都已比较光滑，刃部也较锋利，并有单刃、双刃、凸刃、凹刃和圆刃之分。

杠杆、滑轮，物理学上称作简单机械。

杠杆的使用或许可以追溯到原始人时期。

当原始人拾起一根棍棒和野兽搏斗或用它撬动一块巨石，他们实际上就是在使用杠杆。

石器时代人们所用得石刃、石斧，都用天然绳索把它们和木柄捆绑在一起，或者在石器上凿孔，装上木柄。

这表明他们在实践中懂得了杠杆得经验法则：延长力臂可以增大力量。

1．杠杆在中国的典型发展——秤（天平）杠杆在中国的典型发展是秤的发明和它的广泛应用。

在一根杠杆上安装吊绳作为支点，一端挂上重物，另一端挂上砝码或秤锤，就可以称量物体的重量。

古代人称它“权衡”或“衡器”。

“权”就是砝码或秤锤，“衡”是指秤杆。

迄今为止，考古发掘的最早的秤是在长沙附近左家公山上战国时期楚墓中的天平。

它是公元前四到三世纪的制品，是个等臂秤。

不等臂秤可能早在春秋时期就已经使用了。

古代中国人还发明了有两个支点的秤，俗称铢秤。

使用这种秤，变动支点而不需要换秤杆就可以称量比较重的物体。

这是中国人在衡器上的重大发明之一，也表明中国人在实践中完全掌握了阿基米德杠杆原理2．桔槔桔槔是在一根竖立的架子上加上一根细长的杠杆，当中是支点，末端悬挂一个重物，前段悬挂水桶。

当人把水桶放入水中打满水以后，由于杠杆末端的重力作用，便能轻易把水提拉至所需处。

桔槔早在春秋时期就已相当普遍，而且延续了几千年，是中国农村历代通用的旧式提水器具。

3．辘轳辘轳也是从杠杆演变来的汲水工具。

据《物原》记载：“史佚始作辘轳”。

史佚是周代初期的史官。

早在公元前一千一百多年前中国已经发明了辘轳。

到春秋时期，辘轳就已经流行。

辘轳的制造和应用，在古代是和农业的发展紧密结合的，它广泛地应用在农业灌溉上。

辘轳的应用在我国时间较长，虽经改进，但大体保持了原形，说明在3000年前我们的祖先就设计了结构很合理的辘轳。

解放前在我国的北方缺水地区，仍在使用辘轳提水灌溉小片土地。

现在一些地下水很深的山区，也还在使用辘轳从深井中提水，以供人们饮用。

在其它工业方面，有使用牛力带动辘轳，再装上其它工具美丛渚蚣陈钡摹?/P>古代农业机械1．古代播种机械—耒耜我国很早就发明了耒耜，用耒耜来翻整土地，播种庄稼，进行农业生产。

后来，随着农业生产的发展，人们又将耒耜发展成犁。

“工欲善其事，必先利其器”，对于农业生产工具的重视，也反映了我国古代农学水平的提高，中国第一部农具专著陆龟蒙的《耒耜经》虽然篇幅很短，但却详细记载了当时江东地区所普遍采用的一种水田耕作农具“曲辕犁”。

曲辕犁改直辕为曲辕，犁架变小，轻便灵活，起土省力，效率高，从而改变了二牛抬杠的牵引方法。

后来由于牛耕的出现和冶铁业的兴起，战国时期便出现了铁制的耕犁，河北易县燕下都遗址和河南辉县都出土过战国时期的铁犁铧。

铁犁铧的发明是一个了不起的成就，它标志着人类社会发展的新时期，也标志着人类改造自然的斗争进入一个新的阶段。

汉代的农具铁犁已有犁壁，能起翻土和碎土的作用。

2．耧车中国是世界上机械发展最早的国家之一。

中国古代在机械方面有许多发明创造，在动力的利用和机械结构的设计上都有自己的特色。

中国劳动人民很早以前己经懂得用牛、马来拉车了，到2500多年以前，牲畜力己被利用到农业生产方面，当时人们除了利用牲畜驮拉运输外，并利用牲畜来帮助耕田和播种。

在战国时期就有了播种机械。

我国古代的耧车，就是现代播种机的始祖，因播种幅宽不一，行数不同，汉武帝的时候，赵过在一脚耧和二脚耧的基础山，创造发明了能同时播种三行的三脚耧。

一人在前面牵牛拉着耧车，一人在后面手扶耧车播种，一天就能播种一顷地，大大提高了播种效率。

汉武帝曾经下令在全国范围里推广这种先进的播种机，还改进了其他耕耘工具，加以提倡代田法，对当时农业生产发展起了推动作用。

古代先进的灌溉机械1．马钧创制了新式提水机具——翻车翻车，是一种刮板式连续提水机械，又名龙骨水车，是我国古代最著名的农业灌溉机械之一。

《后汉书》记有毕岚作翻车，三国马钧加以完善。

翻车可用手摇、脚踏、牛转、水转或风转驱动。

龙骨叶板用作链条，卧于矩形长槽中，车身斜置河边或池塘边。

下链轮和车身一部分没入水中。

驱动链轮，叶板就沿槽刮水上升，到长槽上端将水送出。

如此连续循环，把水输送到需要之处，可连续取水，功效大大提高，操作搬运方便，还可及时转移取水点。

我国古代链传动的最早应用就是在翻车上，是农业灌溉机械的一项重大改进。

2．筒车水力机械也有新的进展，唐代已有筒车，从人力提水发展为水力提水。

筒车是由竹或木制成的轮形提水机械。

竹筒或木筒在水中注满水，随轮转到上部时，水自动泻入盛水槽，输入田里。

水转筒车的水筒与水轮联成一体，既是接受水力的驱动构件，又是提水倒水的工作构件，其机构简明紧凑，设计构思巧妙。

来源：中国科普博览古代机械（二）古代先进的粮食加工机械谷物收获脱粒以后，要加工成米或面才能食用。

我国古代在粮食加工方面发明了不少机械，如磨、碾、碓、扇车、罗等，后来又发明了用水利作动力的水碓和水磨，这些机械效率高，应用广，也是农业机械方面的重要发明。

1．扇车公元前一世纪，西汉时我国已有扬去谷物中的秕糠用的风车（扇车）。

欧洲约一千四百年后才有类似的风车。

扇车主要用于清除谷物颗粒中的糠秕，由车架、外壳、风扇、喂料斗及调节门等构成，工作时手摇风扇，开启调节门，让谷物缓缓落下，谷壳及轻杂物被风力吹出机外。

2．水碓西汉末年出现了水碓，它是利用水力舂米的机械。

水碓的动力机械是一个大的立式水轮，轮上装有若干板叶，转轴上装有一些彼此错开的拨板，拨板是用来拨动碓杆的。

每个碓用柱子架起一根木杆，杆的一端装一块圆锥形石头。

下面的石臼里放上准备加工的稻谷。

流水冲击水轮使它转动，轴上的拨板臼拨动碓杆的梢，使碓头一起一落地进行舂米。

利用水碓，可以日夜加工粮食。

凡在溪流江河的岸边都可以设置水碓，还可根据水势大小设置多个水碓，设置两个以上的叫做连机碓，最常用是设置四个碓。

3．石磨鲁班是中国古代一位优秀的创造发明家。

他生活在春秋末期，叫公输班，因为他是鲁国人，所以又叫鲁班。

据说他发明了木工用的锯子、刨子、曲尺等。

他还用他的智慧，解决了人们生活中的不少问题。

在鲁班生活的时代，人们要吃米粉、麦粉，都是把米麦放在石臼里，用粗石棍来捣。

用这种方法很费力，捣出来的粉有粗有细，而且一次捣得很少。

鲁班想找一种用力少收效大的方法。

就用两块有一定厚度的扁圆柱形的石头制成磨扇。

下扇中间装有一个短的立轴，用铁制成，上扇中间有一个相应的空套，两扇相合以后，下扇固定，上扇可以绕轴转动。

两扇相对的一面，留有一个空膛，叫磨膛，膛的外周制成一起一伏的磨齿。

上扇有磨眼，磨面的时候，谷物通过磨眼流入磨膛，均匀地分布在四周，被磨成粉末，从夹缝中流到磨盘上，过罗筛去麸皮等就得到面粉。

许多农村现在还在用石磨磨面。

磨最初叫硙（wei），汉代才叫做磨。

磨有用人力的、畜力的和水力的。

用水力作为动力的磨，大约在晋代就发明了。

水磨的动力部分是一个卧式水轮，在轮的立轴上安装磨的上扇，流水冲动水轮带动磨转动，这种磨适合于安装在水的冲动力比较大的地方。

假如水的冲动力比较小，但是水量比较大，可以安装另外一种形式的水磨：动力机械是一个立轮，在轮轴上安装一个齿轮，和磨轴下部平装的一个齿轮相衔接。

水轮的转动是通过齿轮使磨转动的。

这两种形式的水磨，构造比较简单，应用很广。

交通运输机械1．古代的独轮车独轮车的创始者据说就是三国时的蜀相诸葛亮，它的前身就是木牛流马。

这种独轮车，在北方汉族与排子大车相比身形较小，俗称“小车”，在西南汉族，用它行驶时“叽咯叽咯”响个不停，俗称“鸡公车”。

江南汉族因它前头尖，后头两个推把如同羊角，俗称“羊角车”。

古时候，女子结婚后回娘家时，用的就是这种独轮车，回娘家时，丈夫推着车子，妻子坐在上面，就这样两人双双回到娘家。

独轮车在当时是一种既经济而用得最广的交通工具，这在交通运输史上是一项十分重要的发明。

在运输工具方面，人力和水力并用，在技术上有进一步发展。

南朝祖冲之所造日行百里的所谓千里船和南朝粱侯景军中的160桨快艇，都是人力推进的快速舰艇，南北朝时期出现了车船。

唐代的李皋对车船的改进起了承前启后的作用。

上古时代的运输，全靠手提、头顶、肩扛、背负、橇引完成。

后来，又以马、牛来驮运，随着农业、畜牧业和手工业生产的发展，产品不断增多，交换也开始发生，产生了对运输工具的要求，逐步创造出滚木、轮和轴，最后出现了车这种陆地运输工具。

原始的车轮没有轮辐，这种车轮在汉、唐时代著作中称之为“辁”。

《左传》记载，曾做过夏王朝“车正”（车辆总管）的奚仲最善于造车。

夏代前后，出现了无辐条的辁和各种有辐条的车轮；汉代陆贾的《新语》中还说奚仲“挠曲为轮，因直为辕”，创造了有辐的车轮。

由辁发展到轮，使车辆的行走部件发生了一次大变革，为殷代造车奠定了基础。

殷商和西周时已有相当精致的两轮车。

陆上交通运输工具不断发展。

1980年出土的秦始皇陵铜车马代表了当时铸造技术、金属加工和组装工艺的水平。

如东汉以后出现的指南车记和里鼓车。

2．记里鼓车记里鼓车是配有减速齿轮系的古代车辆，因车上木人击鼓以示行进里数而得名，一般作为帝王出行仪仗车辆，至迟在汉代已问世。

其工作原理是利用车轮在地面的转动带动齿轮转动，变换为凸轮杠杆作用使木人抬手击鼓。

每行走一里击鼓一次。

从它的内部构造来说，所应用的减速齿轮系统已相当复杂，可以说是现代车辆上计程仪的先驱。

3．指南车相传早在5000多年前，黄帝时代就已经发明了指南车，当时黄帝曾凭着它在大雾弥漫的战场上指示方向，战胜了蚩尤。

西周初期，当时南方的越棠氏人因回国迷路，周公就用指南车护送越棠氏使臣回国。