中国机械工程发明史

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    圆94磨床
（采宋应星：天工开物）
方式。
    5．  在磨床上用勰索牵引
    图94表示我国用以琢磨玉石的磨
床。把一个磨石输装在一个横轴上，两
头装在轴承里边。存磨石输的两边，各
把一条糨索或皮条的上头钉在轴上，并
按相反的方向各辘轴几周。糨的下头分
别装在两个脚踏板上。当工人用脚交替
踏动两板的时候，就带动磨石输往返转
动。一面再用手握住要磨光的玉石紧靠
输椽以受磨。
    此外在擞木的镟床上、在木缵上、
在各种起重用的滑卓上和拉重用的枝牵
E，多采用耦索或皮条传达运动和力量。实例很多，不再群述。
    圃95漠蔡壁画上的耢牵圃
（由北京琉璃厂某铺晦得，不知碴突年代）
    就年代藐，凿盐井所用的辐输至晚应起始于西汉晚年，即至少已有二千年的
历史了。棉枋卓、傅卓等所用的糨输，至晚应起始于元代初年，郎至少已确’六百
四十多年的历史了。  （根据最近陕西省出土的汉代棉布看，可能汉代已有了棉舫
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牵，那么就已有一千八九百年的历史了。）旒舫赫舫所用的糨输应当更早。因为
我国对于蒜撒和菔撇的发明最早，若推断在舫撒方面利用粗索传动已有二千五百
年以上的历史应没有多大的差禊。图95表示汉墓壁画上的一种舫卓图。就构造
我，和北省所用的木棉枋卓完全相同，更可貌明我国棉舫应远在元代D.前。
二、  用锚传动
    我国对于链的应用发明的也很早。它是既坚硬而又能挠曲的一种传动机件。
远在夏商年代，即远在三千多年以前，即用于属街，壶盖繁件和盘的提梁等处。
虽就还没有多大传动的意义，但是已有链的发明和应用了。图96表示用在鳞敝
瓠壶上繁壶盖的键。图97表示用在环梁入足盘上的键。此两图均系朵自客庚所
著的“商周彝器通考’’，即均有三千年左右的历史了。
    圃98鳞救瓠盍
（采器孱：商周彝器通考）
  圃97环梁人足整
（采容庚：商脚彝嚣通考）
    奠正用在传动的键有下列四种。惟多属于运搬键的性赞。同时用它运搬水，
使由低水面升到高水面，传达的动力本身就用去了。
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    1．翻事及拔牵
    翻牵是我国过去一千七百多年以来，社会上应用最普遍效果最大的一种灌溉
或锡水机械。有的地方噼做水牵，有的地方噼做水龙，有的地方噼做龙骨牵，有
的地方lI斗做踏牵，有的地方LIII做水螋蚣。后汉者列传卷六十八（百衲本）张藏传
上裁着：“……又使掖庭命毕感鳙锏人四，……又作翻卓，渴舄，施于桥西，用
渊南北xB路，以省百姓濯道之赞。’’裁：“翻牵，毂机以引水，渴舄为曲简J/气
引水上也。’’
    嘲98披率嘶
    （采宋应星：天工开物）
    魏略上载着：“属钧居京师，城内有地可为园。无水以灌之。乃作翻牵，令
儿奄蒋之而灌水自覆。”
    清代麟庆所著的河工器具图藐卷二匕叙速翻卓的构造最群和：“其制除压栏
木及列槛椿外，卓身用板作槽，长可二丈，阴四寸至七寸不等。高%/:J-尺。槽中梨
行道Bx-条，随槽隅狭。比槽板两头俱短一尺，用置大小输轴。同行道板l-F通遇
以龙骨板叶。其在上大轴两端，各带拐木四茎，置于岸上木架之R。人愚架上踏
-拐木，刚龙骨板随博循环，行道板刮水上岸。’’它工作时的情形如前第三章图38
所示。又上下水而相差不多时，可由一人或二人用手摇辖，有时叫·做拔牵。如凰
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98所示o．
  2．高尊简章
  高蒋简牵也是一种运搬缒的性赞。
以十丈为准。上下架木，各暨一输。
下输半在水内。各输径可四尺。翰之一
周，两旁高起。其中若槽，以受筒索。
其索用竹，均排三股，通穿为一。随
率长短，如环无端。索上相离五寸，
俱置竹筒。简长一尺。筒索之底托以
木牌，长亦如之。通用铁彼褥定，随
棠列次，辂于上下二输。复于二榆筒
索之固，架刳木平底行槽一连上与二
输相平，以承筒索之重。或人踏，或
牛拽转上输，fIj筒索自下兜水循槽至
上输输首覆水，空简复下。如此循环
不已。”如图99昕示。
┏━┓
┃  ┃
┗━┛
瞬loo水率
王祯农誊卷0．九上载着：“高转筒章，其蔷
  嘲99商鳞简枣
（采宋膨屎：天工开2）
  3．  水摩
  前边所藐的翻章，用它播河边或湖边
的水以灌溉田地是很适宜的。f日^是总得斜
着放。若在不临河湖的地方就不相宜了。
在北几省旱田里由立井中向上摒水的水
卓，就是另一种构造，f韪是也具有运搬链
的性赞。有关这一种水章的记赦锄下：
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    太平广u卷二五O引启颜录：“邓立挺入寺行香，与菇倌齑园观植蔬，兄水
牵。以木桶相连，汲于并中。……’’这是目前得到的有关水卓的最早就录。按旧
唐害一百九十卷上，称：“邓立挺卒于唐武后永昌元年。”（公元689年）若推断
这种水卓发明于公元670年以前，当无多大差禊。
、  刘禹蜴（公元772-842年）何处春深好的菏里边有：“接比栽鲠槿，萨i哑
转井章。’’的句子，也可以证明立井的水卓在唐代已径发明了。
    徐光启所著的农政全者卷十六上载着：“近河南及奠定瑟府，大作井以灌田。
……其起法有桔槔，有兢辅，有龙骨木斗。……”所祝的“龙骨木斗”也是这一
种水卓。可能是到明末才推广到河南和奠定一带。总之，旱田所用的水卓，至少
已有一千三百年的历史了。
    旱田所用水卓的构造，如图100所示。  因为在立并中不能像翻卓那样用木
板向上刮水，所以另制一串木斗，互违如鲢，套在井上边的一个大输上，在这一大
输的轴的一头，装上一个大立齿输，和上部一个大队齿输相街接。用牛属瞌骡
抠轴
    嘲101天梯
  ‘采苏颈：新仪缳法耍）
等拉着上边的大队齿输搏动（无牲畜力的地方
也有用人推的），则大立齿输随着蒋动；带着
套水斗的大翰也同时搏动，水斗就违籀上升，
把水带上来，假在横放在大输内的一个水簸箕
里边，糍箱流到田里去。
  4．天梯
  在北宋苏颂著的新仪象法要卷下记载着一
种“天梯”，实在是一种用铁制的链子。它把下边
的一个小横轴的转动程过两个小键输传达到上
边的一个小横轴．匕去。再趣过三个小齿输以带
动潭天仪上的天运环，使三辰仪转动(群后图
123)。耆上的原图如图1 01所示。记载如
下：“天梯，长一丈九尺五寸。其法以铁括（按
即铁环之意）联周匝上，以蒸云中（群后）天
梯上毂（按此处的毅字可当一个小输解）挂
之。下贯枢轴中天梯下毂。每运一括刖动天运
环一匝（按此处的距字即一齿节之意）以榕三辰
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仪，随天运动。”这一种的性簧已径是真正传达动力和运动的链条了。
用齿输和齿输系传动
    齿输和齿输系是传动机：或传动机件里边最重要的一种。因为它能够很精确
地把一个轴的迥蒋运动传达到另一个轴，使它也发生迥转运动，可以使它的速度
相同，可以使它变快或变慢，也可以使它变更迥蒋的方向。
    我国对于齿输的发明可以上推到秦代（公元前221年一公元前2.07年）。或西
汉初年。因为1954年，在山西省永济县薛家崖出土的齿褊和它同坑出土的铜器多
与战国墓出土的古物杷近，同R寸有一枚秦牛两钱，故可断定是秦代或西汉初年的
古物。图102就是这一齿输的照片。
咧102豢代或西漠初年的曲输
    （山西省博物储存），
    罗振玉所著雪堂所藏古器物图貌E载着：“古机翰土筢一，有文字日东二。以
害势考之，乃西汉之物。”图1 03表示它的全形，抗战后仅保留着豹四分之一二
现存沈阳博物销中，如图1 n4所示。
    在容庚所著的金文粮犏上记载的更群，铀一些：“罗振玉雪堂所藏古器物图，
著录齿榆筢一。铭文为东口。筢以陶制，出齿十六。作斜倚形。中有方模突起，
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因此知输踌成后毖受置于方轴之上。轴与输必有违蒋之运动。  考其铭交，  篆法
严正，故为汉物无疑。,, .
    圃103西漠窗输耗
（采罗振玉：雪堂所藏古器物踊虢）
圃104西漠窗输钝现存之一都
    （沈踢博物铭存j
    1 959年六月三十日河北日报上刊登着：“最近由保定城南璧阳城村古代璧阳
城址地而下掘出的一个齿输，就形状和大小看，与罗振玉以前所存的土范橱相似。”
图105东漠初年的曲输
  （陕西省潸物铭存）
    图105和图~106是1 9 53年在陕西省长安县祖庆村汉墓出土的齿输。根据
墓的牿构和同坑出土的古物，断定是东汉初年的古墓。这一对齿输最特殊的地方
是已径知道采用人字齿了。后来长沙出土的齿输，也表现同样的人字齿。
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瞬106前圆筒输的侧断
    pJ上主要是就着出土实物推断。若就琵载看，也可以我明至晚在西汉初年
（公元前200年左右）就发明了齿输，并且不久就应用了齿输系。
    刘歆所著的西京杂琵上载着：“琵道卓，鳃四，中道。”这种琵道章，后来
有n牛大章牵的，有nL\ ra里章的，有噼司里卓的。更晚一些，因为加上了行一里打
一下鼓，就又鸣做羞己里鼓牵了。各代所用的名称虽貌不完全相同，但是它们的功
用都是当牵前进的时候，  利用牵输的搏动，蠲接着自动的把卓行的里数表示出
来。打算达到这样的目的，并使它比较准确可靠，是非采用齿输系不可。  （宋史
上所记载着的更把齿输数及各输的齿数都输出来了，群后。）既能利用齿输系，
剐比较早的时期就应该先有了齿输。所以西汉如果已有采用齿榆系的琵道卓，若
推断秦代或西汉初年就已释发明了齿输是决不算早的。就是靛：我国齿输的发
明，至少已有二千二百年的历史了。
    现在再叙速几种很重要的实例如下：
    在第四章已榧叙述过的水唐，遵二水縻、水碾，牛蒋翻卓、髓蒋翻率、水球
翻卓、造糖牵（两亘轴上部由两个齿输互}日街接，故一轴转动，另一轴即随之向
反方向蒋动，以轧蔗取椠）和立帆式风榆等，，及本章前段水卓一种的上部，都
是采用一对齿翰传劲的实例。存王被农害卷十五上载着一种所帮“违唐”的虢
明里边，祝它是晋代杜预发明的0由一头牛蒋动一个立轴。轴上装一个大翰。再
由大输的输辐固接带动八个磨的齿输，’使八个磨同时工作。原舂的记载如下：
“遵磨，建蒋磨也。其制中置巨输，输轴上贯架木，下承籀臼。复于翰之周回，
列橇八唐。输幅适与各磨木齿相躅。一牛拽蒋，剐八磨随输幅俱蒋。用力少而兄
功多。后魏者：崔亮在雍州稽杜预传，兄其为八磨，嘉其有济时用。”可知这种磨
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    蹴107水耱渣嘴
    （采授时通考）
是杜预所发明。又授R寸通考在心{_。l--哉着‘种水瞎遵磨，由一个水榆带着几个磨同
时工作，郡是利用齿输的传动。其情形如图1 07所示。历史博物皱已径把它复原。
    利用齿输系传动的实例在我国机械工程发明史匕更是很重要的一项。现在依
照时代前后叙速如下：
    1.  配里鼓卓上所用的齿输系
    前边曾藐过，琵里鼓牵是当卓前进时，利用审输的转动自动的把卓行的里数
表示出来。它和现在汽牵上就里数表的怍用桐同。根据已橙得到的奁料看，在前
汉就发明了。
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    西京杂记上载着：“汉朝舆怒嗣甘泉汾阴，备千乘万骑。/馔执辔，大将罩
I乘，名为大建。司南卓，想四（由四匹属拉着），中道。辟恶率，徭四，中道。
冠道牵，怒四，中道。”
    晋害卷二十五舆服志上载着：“琵里鼓章，鳃四。形制如司南。其中有木人
执槌向鼓。行一里则打一槌。’’晋代崔豹所著的古今茳上也琵载着：“琵里鼓
卓，一名大章牵。晋安帝时（公元397-4】4年）刘裕灭秦得之。有木人执槌向
鼓，行一里打一槌。”
    宋誊，志十八，礼五：“配里卓，未群所由来。亦高诅定三秦所获。制如指
南，其上有鼓。率行一里，木人辄击一槌。，，
    贞观政要卷第二，枘辣第五：。“……叉光武，有献千里属及宝剑者。属以怒
鼓率，剑以赐骑士。”I
    五代属稿所茳的中华古今盏上挽：“祀里鼓卓，  所以融道里也，  pH之大章
率。起于西京。亦日琵里率。卓上有二层，酱有木人焉。行一里下一层击鼓，行
十里1 --层击锺。上方故事有做章法。”
    此外如南齐害舆服志，陆翻鄹中耗，隋誊礼仪志，旧唐誊舆服志，新唐誊章
眼志及江少虞皇朝类苑等均有筒略的琵载。
    如果只有以上这些简略的琵载，我们还很不容易推断出它的构造究竟是怎样。
幸而在宋史上耠出比较群釉的琵载，我们才容易把它搞清楚。
    宋史卷一百囚十九舆眼志上载着：，“就里鼓卓一名大章牵。赤冒，四面画花
舄，重台勾栏镂拱。行一里刖上层木人击鼓，十里刖欢层木人击镯。一辕，凤
首，鳃四属。褒士旧十八人。太宗雍熙四年（公元98 7年）增为三十人。仁宗
天孽五年（公元1 02 7年）内侍卢道隆上琵里鼓牵之制。独帻遴输。箱上为两
重，各剥木为人执木槌。足翰各径六尺，围一丈八尺（按：那时用三作圆周率，不
够精确）。足输一周而行地三步（按：那时是六尺为一步）。以古法六尺为步，
三百步为里，用较今法，五尺为步，三百六十步为里。立输一，附于左足输，径一
尺三寸八分，围四尺一_寸四分。出齿十八，齿简相去二寸三分。下平输一，其径
pL尺一寸四分，围一丈二尺四-j-=分，出齿五十四，齿蠲相去与附足立输同。立置
jcj,轴--。其上彀铜旋风蝓一，出齿三，齿蠲相去一寸二分。中立平输一，其径四
尺，1蟊--丈二尺，出齿百，t<f圈相去与旋风（输）等。欢安小平输一，其径三寸
少牛寸，围一尺，出卤十，齿闺相去一寸牛。上平输一，其径三尺少牢尺，围一
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