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中国黄历

中国机械发展

[2007/8/2]
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。许多专用机械的设计和应用,如指南车、地动仪和被中香炉等,均有独到之处。

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石斧

冶金技术和机械加工的发展
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中国古代金属冶铸技术发明时间较早,且技术精湛。如商周时期的青铜器朴质雄浑,春秋时期的青铜器纤细精巧,形成了中国古代

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铜箭镞

青铜器的独特风格。已发现的中国最早的青铜器,如甘肃东乡马家窑出土的铜刀,距今已有4800年左右的历史

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。

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曾侯乙尊盘
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中国在28000年前出现弓箭,这是机械方面最早的一项发 明;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。

夏代以前和夏代,先后出现了无辐条的辁和各种有辐条的车轮;殷商和西周时已有相当精致的两轮车;独木舟和筏等水上运输工具早就相继出现。
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新石器时代晚期,人们已能用石范和泥范铸造简陋的工具和武器。商殷时期,随着手工业生产的发展和技术水平的提高,形成了灿烂的青铜文化。青铜冶铸技术得到高度发展,青铜铸件司母戊方鼎重达875千克,春秋时期的青铜铸件曾侯乙尊盘已十分精细。

春秋至魏汉时期(公元前770~公元265年)是中国古代机械开始较快发展的 时期。春秋时期铁器和生铁冶铸技术开始出现;黑心可锻铸铁、白心可锻铸铁和锻钢的出现,加速了由铜器向铁器时代的过渡;春秋中期以后发明了失蜡铸造法和低熔点合金铸焊技术;战国时期又有了叠铸和锚链铸造等工艺;西汉中期已炼出灰口铸铁,并出现了壁厚3~5毫米的薄壁铸铁件。铸铁热处理技术也有所发展。

春秋时期出现弩,控制射击的弩机已是比较灵巧的机械装置。到汉代,弩机的加工精度和表面光洁度已达到相当高的水平。汉弩有一石至十石等八种规格,这些规格的形成表明机械制造标准在汉代已初步确立。弩机上留下了作工、锻工、磨工等的名字。

战国时期流传的《考工记》是现存最早的手工艺专著,其中记有车轮的制造工艺。对弓的弹力、箭的射速和飞行的稳定性等都作了深入的探索。汉代已有各类舰艇和大量的三四层舱室的楼船。有些舰船已装备了艉舵和高 效率的推进工具橹。西汉时的被中香炉构造精巧,无论球体香炉如何滚动,其中心位置的半球形炉体都能经常保持水平状态。

交通运输工具不断发展和复杂传动机构的出现
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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。东汉以后出现了记里鼓车和指南车。记里鼓车有一套减速齿轮系,通过鼓镯的音响分段报知里程。三国马钧所造的指南车除用齿轮传动外,还有自动离合装置,在技术上又胜记里鼓车一筹。自动离合装置的发明,说明传动机构齿轮系已发展到相当的程度。

东汉时已有不同形状和用途的齿轮和齿轮系。有大量棘轮,也有人字齿轮。特别是在天文仪器方面已有比较精密的齿轮系。张衡利用漏壶的等时性制成水运浑象,以漏水为动力通过齿轮系使浑象每天等速旋转一周。公元132年张衡创制了世界上第一台地震仪,即候风地动仪。

汉代纺织技术和纺织机械也不断发展,绫机已成为相当复杂的纺织机械。到三国时期,马钧将50综(分组提放经线的综片)50蹑(踏具)和60综60蹑的绫机都改成50综12蹑和60综12蹑,提高了生产效率。马钧还创制了新式提水机具翻车,能连续提水,效率高又十分省力。

汉代的农具铁犁已有犁壁,能起翻土和碎土的作用,汉武帝时赵过既已创制三脚耧,一天能播种一顷地。在这一时期,大型铜铁铸件和大型机械结构陆续出现。五代时铸造的沧州铁狮子重约40吨, 宋代木结构水运仪象台高3丈5尺,宽2丈1尺。

唐末时期机械制造已有较高水平。如西安出土的唐代银盒,其内孔与外圆的不同心度很小,子母口配合严紧,刀痕细密,说明当时机械加工精度已达到新的水平。

在运输工具方面,人力和水力并用,在技术上有进一步发展。南朝齐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。

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