中國機(jī)械工程發(fā)明史

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    圓94磨床
（采宋應(yīng)星：天工開物）
方式。
    5．  在磨床上用勰索牽引
    圖94表示我國用以琢磨玉石的磨
床。把一個(gè)磨石輸裝在一個(gè)橫軸上，兩
頭裝在軸承里邊。存磨石輸?shù)膬蛇�，�?br /> 把一條糨索或皮條的上頭釘在軸上，并
按相反的方向各轆軸幾周。糨的下頭分
別裝在兩個(gè)腳踏板上。當(dāng)工人用腳交替
踏動(dòng)兩板的時(shí)候，就帶動(dòng)磨石輸往返轉(zhuǎn)
動(dòng)。一面再用手握住要磨光的玉石緊靠
輸椽以受磨。
    此外在擻木的鏇床上、在木纘上、
在各種起重用的滑卓上和拉重用的枝牽
E，多采用耦索或皮條傳達(dá)運(yùn)動(dòng)和力量。實(shí)例很多，不再群述。
    圃95漠蔡壁畫上的耢牽圃
（由北京琉璃廠某鋪晦得，不知碴突年代）
    就年代藐，鑿鹽井所用的輻輸至晚應(yīng)起始于西漢晚年，即至少已有二千年的
歷史了。棉枋卓、傅卓等所用的糨輸，至晚應(yīng)起始于元代初年，郎至少已確’六百
四十多年的歷史了。  （根據(jù)最近陜西省出土的漢代棉布看，可能漢代已有了棉舫
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牽，那么就已有一千八九百年的歷史了。）旒舫赫舫所用的糨輸應(yīng)當(dāng)更早。因?yàn)?br /> 我國對(duì)于蒜撒和菔撇的發(fā)明最早，若推斷在舫撒方面利用粗索傳動(dòng)已有二千五百
年以上的歷史應(yīng)沒有多大的差禊。圖95表示漢墓壁畫上的一種舫卓圖。就構(gòu)造
我，和北省所用的木棉枋卓完全相同，更可貌明我國棉舫應(yīng)遠(yuǎn)在元代D.前。
二、  用錨傳動(dòng)
    我國對(duì)于鏈的應(yīng)用發(fā)明的也很早。它是既堅(jiān)硬而又能撓曲的一種傳動(dòng)機(jī)件。
遠(yuǎn)在夏商年代，即遠(yuǎn)在三千多年以前，即用于屬街，壺蓋繁件和盤的提梁等處。
雖就還沒有多大傳動(dòng)的意義，但是已有鏈的發(fā)明和應(yīng)用了。圖96表示用在鱗敝
瓠壺上繁壺蓋的鍵。圖97表示用在環(huán)梁入足盤上的鍵。此兩圖均系朵自客庚所
著的“商周彝器通考’’，即均有三千年左右的歷史了。
    圃98鱗救瓠盍
（采器孱：商周彝器通考）
  圃97環(huán)梁人足整
（采容庚：商腳彝囂通考）
    奠正用在傳動(dòng)的鍵有下列四種。惟多屬于運(yùn)搬鍵的性贊。同時(shí)用它運(yùn)搬水，
使由低水面升到高水面，傳達(dá)的動(dòng)力本身就用去了。
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    1．翻事及拔牽
    翻牽是我國過去一千七百多年以來，社會(huì)上應(yīng)用最普遍效果最大的一種灌溉
或錫水機(jī)械。有的地方噼做水牽，有的地方噼做水龍，有的地方噼做龍骨牽，有
的地方lI斗做踏牽，有的地方LIII做水螋蚣。后漢者列傳卷六十八（百衲本）張藏傳
上裁著：“……又使掖庭命畢感鳙锏人四，……又作翻卓，渴舄，施于橋西，用
淵南北xB路，以省百姓濯道之贊�！�’裁：“翻牽，轂機(jī)以引水，渴舄為曲簡(jiǎn)J/氣
引水上也�！�’
    嘲98披率嘶
    （采宋應(yīng)星：天工開物）
    魏略上載著：“屬鈞居京師，城內(nèi)有地可為園。無水以灌之。乃作翻牽，令
兒奄蔣之而灌水自覆。”
    清代麟慶所著的河工器具圖藐卷二匕敘速翻卓的構(gòu)造最群和：“其制除壓欄
木及列檻椿外，卓身用板作槽，長(zhǎng)可二丈，陰四寸至七寸不等。高%/:J-尺。槽中梨
行道Bx-條，隨槽隅狹。比槽板兩頭俱短一尺，用置大小輸軸。同行道板l-F通遇
以龍骨板葉。其在上大軸兩端，各帶拐木四莖，置于岸上木架之R。人愚架上踏
-拐木，剛龍骨板隨博循環(huán)，行道板刮水上岸�！�’它工作時(shí)的情形如前第三章圖38
所示。又上下水而相差不多時(shí)，可由一人或二人用手搖轄，有時(shí)叫·做拔牽。如凰
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98所示o．
  2．高尊簡(jiǎn)章
  高蔣簡(jiǎn)牽也是一種運(yùn)搬縋的性贊。
以十丈為準(zhǔn)。上下架木，各暨一輸。
下輸半在水內(nèi)。各輸徑可四尺。翰之一
周，兩旁高起。其中若槽，以受筒索。
其索用竹，均排三股，通穿為一。隨
率長(zhǎng)短，如環(huán)無端。索上相離五寸，
俱置竹筒。簡(jiǎn)長(zhǎng)一尺。筒索之底托以
木牌，長(zhǎng)亦如之。通用鐵彼褥定，隨
棠列次，輅于上下二輸。復(fù)于二榆筒
索之固，架刳木平底行槽一連上與二
輸相平，以承筒索之重。或人踏，或
牛拽轉(zhuǎn)上輸，fIj筒索自下兜水循槽至
上輸輸首覆水，空簡(jiǎn)復(fù)下。如此循環(huán)
不已�！比鐖D99昕示。
┏━┓
┃  ┃
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瞬loo水率
王禎農(nóng)謄卷0．九上載著：“高轉(zhuǎn)筒章，其薔
  嘲99商鱗簡(jiǎn)棗
（采宋膨屎：天工開2）
  3．  水摩
  前邊所藐的翻章，用它播河邊或湖邊
的水以灌溉田地是很適宜的。f日^是總得斜
著放。若在不臨河湖的地方就不相宜了。
在北幾省旱田里由立井中向上摒水的水
卓，就是另一種構(gòu)造，f韙是也具有運(yùn)搬鏈
的性贊。有關(guān)這一種水章的記赦鋤下：
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    太平廣u卷二五O引啟顏錄：“鄧立挺入寺行香，與菇倌齏園觀植蔬，兄水
牽。以木桶相連，汲于并中�！�…’’這是目前得到的有關(guān)水卓的最早就錄。按舊
唐害一百九十卷上，稱：“鄧立挺卒于唐武后永昌元年�！保ü�元689年）若推斷
這種水卓發(fā)明于公元670年以前，當(dāng)無多大差禊。
、  劉禹蜴（公元772-842年）何處春深好的菏里邊有：“接比栽鯁槿，薩i啞
轉(zhuǎn)井章�！�’的句子，也可以證明立井的水卓在唐代已徑發(fā)明了。
    徐光啟所著的農(nóng)政全者卷十六上載著：“近河南及奠定瑟府，大作井以灌田。
……其起法有桔槔，有兢輔，有龍骨木斗�！�…”所祝的“龍骨木斗”也是這一
種水卓�？赡苁堑矫髂┎磐茝V到河南和奠定一帶。總之，旱田所用的水卓，至少
已有一千三百年的歷史了。
    旱田所用水卓的構(gòu)造，如圖100所示。  因?yàn)樵诹⒉⒅胁荒芟穹�卓那樣用�?br /> 板向上刮水，所以另制一串木斗，互違如鰱，套在井上邊的一個(gè)大輸上，在這一大
輸?shù)妮S的一頭，裝上一個(gè)大立齒輸，和上部一個(gè)大隊(duì)齒輸相街接。用牛屬瞌騾
摳軸
    嘲101天梯
  ‘采蘇頸：新儀繯法耍）
等拉著上邊的大隊(duì)齒輸搏動(dòng)（無牲畜力的地方
也有用人推的），則大立齒輸隨著蔣動(dòng)；帶著
套水斗的大翰也同時(shí)搏動(dòng)，水斗就違籀上升，
把水帶上來，假在橫放在大輸內(nèi)的一個(gè)水簸箕
里邊，糍箱流到田里去。
  4．天梯
  在北宋蘇頌著的新儀象法要卷下記載著一
種“天梯”，實(shí)在是一種用鐵制的鏈子。它把下邊
的一個(gè)小橫軸的轉(zhuǎn)動(dòng)程過兩個(gè)小鍵輸傳達(dá)到上
邊的一個(gè)小橫軸．匕去。再趣過三個(gè)小齒輸以帶
動(dòng)潭天儀上的天運(yùn)環(huán)，使三辰儀轉(zhuǎn)動(dòng)(群后圖
123)。耆上的原圖如圖1 01所示。記載如
下：“天梯，長(zhǎng)一丈九尺五寸。其法以鐵括（按
即鐵環(huán)之意）聯(lián)周匝上，以蒸云中（群后）天
梯上轂（按此處的毅字可當(dāng)一個(gè)小輸解）掛
之。下貫樞軸中天梯下轂。每運(yùn)一括刖動(dòng)天運(yùn)
環(huán)一匝（按此處的距字即一齒節(jié)之意）以榕三辰
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儀，隨天運(yùn)動(dòng)�！边@一種的性簧已徑是真正傳達(dá)動(dòng)力和運(yùn)動(dòng)的鏈條了。
用齒輸和齒輸系傳動(dòng)
    齒輸和齒輸系是傳動(dòng)機(jī)：或傳動(dòng)機(jī)件里邊最重要的一種。因?yàn)樗�能夠很精確
地把一個(gè)軸的迥蔣運(yùn)動(dòng)傳達(dá)到另一個(gè)軸，使它也發(fā)生迥轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，可以使它的速度
相同，可以使它變快或變慢，也可以使它變更迥蔣的方向。
    我國對(duì)于齒輸?shù)陌l(fā)明可以上推到秦代（公元前221年一公元前2.07年）�；蛭�
漢初年。因?yàn)?954年，在山西省永濟(jì)縣薛家崖出土的齒褊和它同坑出土的銅器多
與戰(zhàn)國墓出土的古物杷近，同R寸有一枚秦牛兩錢，故可斷定是秦代或西漢初年的
古物。圖102就是這一齒輸?shù)恼掌��?br /> 咧102豢代或西漠初年的曲輸
    （山西省博物儲(chǔ)存），
    羅振玉所著雪堂所藏古器物圖貌E載著：“古機(jī)翰土筢一，有文字日東二。以
害勢(shì)考之，乃西漢之物�！眻D1 03表示它的全形，抗戰(zhàn)后僅保留著豹四分之一二
現(xiàn)存沈陽博物銷中，如圖1 n4所示。
    在容庚所著的金文糧犏上記載的更群，鈾一些：“羅振玉雪堂所藏古器物圖，
著錄齒榆筢一。銘文為東口。筢以陶制，出齒十六。作斜倚形。中有方模突起，
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因此知輸躊成后毖受置于方軸之上。軸與輸必有違蔣之運(yùn)動(dòng)。  考其銘交，  篆法
嚴(yán)正，故為漢物無疑。,, .
    圃103西漠窗輸耗
（采羅振玉：雪堂所藏古器物踴虢）
圃104西漠窗輸鈍現(xiàn)存之一都
    （沈踢博物銘存j
    1 959年六月三十日河北日?qǐng)?bào)上刊登著：“最近由保定城南璧陽城村古代璧陽
城址地而下掘出的一個(gè)齒輸，就形狀和大小看，與羅振玉以前所存的土范櫥相似�！�
圖105東漠初年的曲輸
  （陜西省潸物銘存）
    圖105和圖~106是1 9 53年在陜西省長(zhǎng)安縣祖慶村漢墓出土的齒輸。根據(jù)
墓的牿構(gòu)和同坑出土的古物，斷定是東漢初年的古墓。這一對(duì)齒輸最特殊的地方
是已徑知道采用人字齒了。后來長(zhǎng)沙出土的齒輸，也表現(xiàn)同樣的人字齒。
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瞬106前圓筒輸?shù)膫?cè)斷
    pJ上主要是就著出土實(shí)物推斷。若就琵載看，也可以我明至晚在西漢初年
（公元前200年左右）就發(fā)明了齒輸，并且不久就應(yīng)用了齒輸系。
    劉歆所著的西京雜琵上載著：“琵道卓，鰓四，中道�！边@種琵道章，后來
有n牛大章牽的，有nL\ ra里章的，有噼司里卓的。更晚一些，因?yàn)榧由狭诵幸焕锎?br /> 一下鼓，就又鳴做羞己里鼓牽了。各代所用的名稱雖貌不完全相同，但是它們的功
用都是當(dāng)牽前進(jìn)的時(shí)候，  利用牽輸?shù)牟珓?dòng)，蠲接著自動(dòng)的把卓行的里數(shù)表示出
來。打算達(dá)到這樣的目的，并使它比較準(zhǔn)確可靠，是非采用齒輸系不可。  （宋史
上所記載著的更把齒輸數(shù)及各輸?shù)凝X數(shù)都輸出來了，群后。）既能利用齒輸系，
剮比較早的時(shí)期就應(yīng)該先有了齒輸。所以西漢如果已有采用齒榆系的琵道卓，若
推斷秦代或西漢初年就已釋發(fā)明了齒輸是決不算早的。就是靛：我國齒輸?shù)陌l(fā)
明，至少已有二千二百年的歷史了。
    現(xiàn)在再敘速幾種很重要的實(shí)例如下：
    在第四章已榧敘述過的水唐，遵二水縻、水碾，牛蔣翻卓、髓蔣翻率、水球
翻卓、造糖牽（兩亙軸上部由兩個(gè)齒輸互}日街接，故一軸轉(zhuǎn)動(dòng)，另一軸即隨之向
反方向蔣動(dòng)，以軋蔗取槧）和立帆式風(fēng)榆等，，及本章前段水卓一種的上部，都
是采用一對(duì)齒翰傳勁的實(shí)例。存王被農(nóng)害卷十五上載著一種所幫“違唐”的虢
明里邊，祝它是晉代杜預(yù)發(fā)明的0由一頭牛蔣動(dòng)一個(gè)立軸。軸上裝一個(gè)大翰。再
由大輸?shù)妮斴椆探訋��?dòng)八個(gè)磨的齒輸，’使八個(gè)磨同時(shí)工作。原舂的記載如下：
“遵磨，建蔣磨也。其制中置巨輸，輸軸上貫架木，下承籀臼。復(fù)于翰之周回，
列橇八唐。輸幅適與各磨木齒相躅。一牛拽蔣，剮八磨隨輸幅俱蔣。用力少而兄
功多。后魏者：崔亮在雍州稽杜預(yù)傳，兄其為八磨，嘉其有濟(jì)時(shí)用�！笨芍�這種磨
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    蹴107水耱渣嘴
    （采授時(shí)通考）
是杜預(yù)所發(fā)明。又授R寸通考在心{_。l--哉著‘種水瞎遵磨，由一個(gè)水榆帶著幾個(gè)磨同
時(shí)工作，郡是利用齒輸?shù)膫鲃?dòng)。其情形如圖1 07所示。歷史博物皺已徑把它復(fù)原。
    利用齒輸系傳動(dòng)的實(shí)例在我國機(jī)械工程發(fā)明史匕更是很重要的一項(xiàng)�，F(xiàn)在依
照時(shí)代前后敘速如下：
    1.  配里鼓卓上所用的齒輸系
    前邊曾藐過，琵里鼓牽是當(dāng)卓前進(jìn)時(shí)，利用審輸?shù)霓D(zhuǎn)動(dòng)自動(dòng)的把卓行的里數(shù)
表示出來。它和現(xiàn)在汽牽上就里數(shù)表的怍用桐同。根據(jù)已橙得到的奩料看，在前
漢就發(fā)明了。
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    西京雜記上載著：“漢朝輿怒嗣甘泉汾陰，備千乘萬騎。/饌執(zhí)轡，大將罩
I乘，名為大建。司南卓，想四（由四匹屬拉著），中道。辟惡率，徭四，中道。
冠道牽，怒四，中道�！�
    晉害卷二十五輿服志上載著：“琵里鼓章，鰓四。形制如司南。其中有木人
執(zhí)槌向鼓。行一里則打一槌。’’晉代崔豹所著的古今茳上也琵載著：“琵里鼓
卓，一名大章牽。晉安帝時(shí)（公元397-4】4年）劉裕滅秦得之。有木人執(zhí)槌向
鼓，行一里打一槌�！�
    宋謄，志十八，禮五：“配里卓，未群所由來。亦高詛定三秦所獲。制如指
南，其上有鼓。率行一里，木人輒擊一槌。，，
    貞觀政要卷第二，枘辣第五：�！啊�…叉光武，有獻(xiàn)千里屬及寶劍者。屬以怒
鼓率，劍以賜騎士�！盜
    五代屬稿所茳的中華古今盞上挽：“祀里鼓卓，  所以融道里也，  pH之大章
率。起于西京。亦日琵里率。卓上有二層，醬有木人焉。行一里下一層擊鼓，行
十里1 --層擊鍾。上方故事有做章法�！�
    此外如南齊害輿服志，陸翻鄹中耗，隋謄禮儀志，舊唐謄輿服志，新唐謄章
眼志及江少虞皇朝類苑等均有筒略的琵載。
    如果只有以上這些簡(jiǎn)略的琵載，我們還很不容易推斷出它的構(gòu)造究竟是怎樣。
幸而在宋史上耠出比較群釉的琵載，我們才容易把它搞清楚。
    宋史卷一百囚十九輿眼志上載著：，“就里鼓卓一名大章牽。赤冒，四面畫花
舄，重臺(tái)勾欄鏤拱。行一里刖上層木人擊鼓，十里刖歡層木人擊鐲。一轅，鳳
首，鰓四屬。褒士舊十八人。太宗雍熙四年（公元98 7年）增為三十人。仁宗
天孽五年（公元1 02 7年）內(nèi)侍盧道隆上琵里鼓牽之制。獨(dú)幘遴輸。箱上為兩
重，各剝木為人執(zhí)木槌。足翰各徑六尺，圍一丈八尺（按：那時(shí)用三作圓周率，不
夠精確）。足輸一周而行地三步（按：那時(shí)是六尺為一步）。以古法六尺為步，
三百步為里，用較今法，五尺為步，三百六十步為里。立輸一，附于左足輸，徑一
尺三寸八分，圍四尺一_寸四分。出齒十八，齒簡(jiǎn)相去二寸三分。下平輸一，其徑
pL尺一寸四分，圍一丈二尺四-j-=分，出齒五十四，齒蠲相去與附足立輸同。立置
jcj,軸--。其上彀銅旋風(fēng)蝓一，出齒三，齒蠲相去一寸二分。中立平輸一，其徑四
尺，1蟊--丈二尺，出齒百，t<f圈相去與旋風(fēng)（輸）等。歡安小平輸一，其徑三寸
少牛寸，圍一尺，出鹵十，齒閨相去一寸牛。上平輸一，其徑三尺少牢尺，圍一
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