中國機械發展史——古代機械發展史

​古代機械(四千多年前~184年)

★1.快速發展時期——夏至春秋戰國時期(約四千多年前~約前~184年)

⑴運輸起重方面:商初時出現的桔棒,西周時出現滑輪和轆護;戰國時又出現了絞車,古代使用這些簡單的起重機械成功的解決了起重問題。春秋戰國時將懸棺升置懸崖具有神秘色彩。在夏代已有水準很高的戰車,促進了車的發展。古車的出現是這一時期的標誌。

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絞車

⑵其他方面:打仗、狩獵的炮(拋石機),偵察用的巢車以及灌溉用的桔梅等已誕生。四大發明中的指南針亦在此時出現。

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拋石機

★2.成熟時期——秦至南北朝時期(前221~589年)

古代機械在秦漢時已趨成熟,領先於當時世界各國。這一時期以動力(彈力、畜力、風力、水力等)利用和機械結構方面的成就最為突出。

⑴運輸機械方面:秦陵銅車馬結構複雜,氣派非凡,馳名中外,堪稱是中國古代發展的一大奇蹟。水上運輸方面,已能製造出高大的樓船,船艙最多有四層。

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秦陵銅車

⑵糧食機械加工方面:西漢晚期,已出現了利用扇輪 迴轉產生定向風來清洗糧食的風扇車,還掌握了利用腳蹬碓、畜力碓、水碓加工糧食的方法。嵇含的著作《八磨賦》還記述了一種奇巧獨特的用一牛牽引、八磨同時轉動的連轉磨。

⑶日用機械方面:以西漢時的被中香爐最為複雜巧妙,“為機環轉運四周,而體常平”,其中“機環”的原理同現代化陀螺儀中萬向支架類似。齒輪是組成機械的基礎件,齒輪傳動是最重要的機械傳動。從西漢初年至元末明初,古人對齒輪系傳動等的研究與應用達到了很高水平,併發明瞭一系列高度精密複雜的古代機械,其中最典型的就應該是指南車。

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指南車

指南車是利用機械傳動來指南的。指南車代表了中國古代機械製造的最高成就。

★3.古代機械持續發展時期——隋唐宋元時期(581~1368年)

隋唐宋元時期是我國經濟和科技高度發展的時期,中國古代機械工程技術也在宋元時期進入又一發展高峰時期,其技術水平繼續領先於世界,湧現了一大批新的傑出成果。其中以天文儀器、計時裝置、兵器,以及機械加工、鑄造技術方面尤為突出。

⑴機械加工方面:西安出土的唐晚期(約8世紀末)的銀盒,內孔和外圓同軸度很高,子母口配合嚴緊,刀痕細密,加工精度甚高。由此推測,我國最晚在8世紀時已有原始的金屬切削床。

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銀盒

⑵天文儀器方面:宋人蘇煩,“兼採諸家之說,備有儀象之器,共置一臺中”,設計製造了水運儀象臺。這是中國古代機械設計和機械製造中自動控制最為成功的實例之一。

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水運儀象臺

⑶軍用機械方面:紹興二年 (1132年),陳規首先發明瞭火槍,實現了武器和火器史上的一大飛躍。宋代還出現了強勁的絞車弩,要上百人張弩,射程達千餘米,威力無比。

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⑷鑄造技術方面:唐宋時出現了大型鑄件,反映當時的冶鑄水平已發展到新的高度。現存的大型鑄件,如大周廣順三年山東李雲所鑄造的滄州鐵獅子。

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滄州鐵獅子

★4.古代機械緩慢前進時期——明清(鴉片戰爭前)時期(1368~1840年)

這一時期中國古代的機械並非發展緩慢,雖然個別學科出現了發展小高潮,但是總體上在這一時期結束了領先的局面。

⑴造船航海方面:明朝三寶太監鄭和七下西洋建造了當時世界上最大的 遠洋船隊。鄭和所乘寶船44丈、寬18丈,張12帆。

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寶船

⑵火器製造方面:明天啟元年茅元儀所著《武備志》上記載了一種叫“飛空沙筒”的武器,其構造原理如同一個簡易二級火箭。

⑶鑄造技術方面:明代永樂年間(1403~1424年)在北京鑄成的永樂大鐘是古代所鑄最大最有名的大型園鍾。

⑷學術研究方面:明代相繼出現了不少工程技術方面的鉅著。明代偉大的科學家宋應星所著的《天工開物》一書,詳盡的記載了中國從明中期到明末農業和手工業生產方面的工藝技術和科學創見。《天工開物》被譽為“17世紀的工藝百科全書”,在中國乃至世界科技 史上都佔重要位置。


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