古代傳動裝置工作原理

Ⅰ 我國古代的「記里鼓車」就是利用齒輪傳動的裝置，每當車輪轉動150圈時，也即車每通過1里（500m），機械就

Ⅱ 「帶傳動」的工作原理是什麼

帶傳動的工作原理是：

是指以張緊在至少兩輪上帶作為中間撓性物件，使用柔性專帶進行運動或動力傳屬遞的一種機械傳動，靠帶與輪接觸面間產生摩擦力來傳遞運動與動力。

Ⅲ 傳動機構的工作原理

傳動機構是把動力從機器的一部分傳遞到另一部分，使機器或機器部件運動或專運轉的構件或機構屬稱為傳動機構。
功用
（1）改變動力機輸出轉矩，以滿足工作機的要求；
（2）把動力機輸出的運動轉變為工作機所需的形式，如將旋轉運動改變為直線運動，或反之；
（3）將一個動力機的機械能傳送到數個工作機上，或將數個動力機的機械能傳送到一個工作機上；
（4）其他特殊作用，如有利於機器的控制、裝配、安裝、維護和安全等而設置傳動裝置。
根據工作原理的不同，傳動方式可分為：
機械傳動
是指利用機械方式傳遞動力和運動的傳動。分為兩類：一是靠機件間的摩擦力傳遞動力與摩擦傳動，二是靠主動件與從動件嚙合或藉助中間件嚙合傳遞動力或運動的嚙合傳動。
流體傳動
是指利用流體作為工質的一種傳動。依靠液體的靜壓力傳遞能量的稱為液壓傳動。依靠葉輪與液體之間的流體動力作用傳遞能量的稱為液力傳動。利用氣體的壓力傳遞能量的稱為氣壓傳動。
電氣傳動
是指用電動機把電能轉換成機械能，去帶動各種類型的生產機械、交通車輛以及生活中需要運動的傳動，也稱電力拖動。
復合傳動
是指利用兩種或兩種以上的傳動方式的機構或結構。

Ⅳ 機械傳動的物理運動

機械傳動
mechanical drive有多種形式,主要可分為兩類：①靠機件間的摩擦力傳遞動力和運動的摩擦傳動，包括帶傳動、繩傳動和摩擦輪傳動等。摩擦傳動容易實現無級變速,大都能適應軸間距較大的傳動場合,過載打滑還能起到緩沖和保護傳動裝置的作用，但這種傳動一般不能用於大功率的場合，也不能保證准確的傳動比。②靠主動件與從動件嚙合或藉助中間件嚙合傳遞動力或運動的嚙合傳動，包括齒輪傳動、鏈傳動、螺旋傳動和諧波傳動等。嚙合傳動能夠用於大功率的場合，傳動比准確，但一般要求較高的製造精度和安裝精度。
基本產品分類：減速機、制動器、離合器、聯軸器、無級變速機、絲杠、滑軌等 機械傳動機構，可以將動力所提供的運動的方式、方向或速度加以改變，被人們有目的地加以利用。中國古代傳動機構類型很多，應用很廣，除了上面介紹的以外，像地動儀、鼓風機等等，都是機械傳動機構的產物。中國古代傳動機構，主要有齒輪傳動、繩帶傳動和鏈傳動。
1、齒輪傳動。其出現時間不晚於西漢，西漢時的指南車、記里鼓車，東漢張衡發明的水力天文儀器上，都使用了相當復雜的齒輪傳動系統。這些齒輪只用來傳遞運動，強度要求不高。至於生產上所採用的齒輪，要傳遞較大的動力，受力一般較大，強度要求較高。古代在利用畜力、水力和風力進行提水、糧食加工等工作時，都要應用此類齒輪。例如在翻車上，須應用一級齒輪傳動機構，以改變運動的方位和傳遞，適應翻車的工作要求。
2、鏈傳動。鏈，在我國古代出現很早，商代的馬具上已有青銅鏈條，其他青銅器和玉器上也有用鏈條作為裝飾的。西安出土的秦代銅車馬上，有十分精美的金屬鏈條。但這都不能算是鏈傳動。作為動力傳動的鏈條，出現在東漢時期。東漢時畢嵐率先發明翻車，用以引水。根據其工作原理和運動關系，可以看作是一種鏈傳動。翻車的上、下鏈輪，一主動，一從動，繞在輪上的翻板就是傳動鏈，這個傳動鏈兼做提水的工作件，因此，翻車是鏈傳動的一種特例。到了宋代，蘇頌製造的水運儀象台上，出現了一種「天梯」，實際上是一種鐵鏈條，下橫軸通過「天梯」帶動上橫軸，從而形成了真正的鏈傳動。
3、繩帶傳動。這是一種利用摩擦力的傳動方式。在西漢時，四川出產井鹽，在鑿井、提水時，都是用牛帶動大繩輪，收卷繞過滑輪上的繩索，來提升鑿井工具、鹵水等。西漢時出現的手搖紡車，是一種典型的繩帶傳動。在西漢時期的畫像石上，有幾幅手搖紡車圖，可以清楚地看到：大繩輪主動，通過繩索帶動紗錠，用手搖大繩輪旋轉一周，紗錠旋轉幾十周，效率很高。以後出現的三錠、五錠的紡車，效率就更高了。元代的水運大紡車，也是用繩帶傳動的。東漢時，冶金手工業有一項重要發明「水排」，用於鼓風。這種繩帶傳動的工作原理是：水力推動卧式水輪旋轉，水輪軸上裝有大繩輪，通過繩帶帶動小繩輪，小繩輪軸上端曲柄隨之旋轉，通過連桿推動鼓風器鼓風。這種水排鼓風效力很高，可以抵得上幾百匹馬鼓風。它的出現，標志著東漢時發達的機械已經在我國出現了，因而意義十分重大。 機械傳動按傳力方式分，可分為 ：
1 摩擦傳動。
2 鏈條傳動。
3 齒輪傳動。
4 皮帶傳動。
5 蝸輪蝸桿傳動。
6 棘輪傳動。
7 曲軸連桿傳動
8 氣動傳動。
9 液壓傳動（液壓刨）
10 萬向節傳動
11 鋼絲索傳動（電梯、起重機中應用最廣）
12 聯軸器傳動
13 花鍵傳動。 皮帶傳動帶傳動是具有中間撓性件的傳動方式，在機械傳動中應用較為普遍，特別是帶傳動中的V帶傳動，應用極為廣泛。
一、 帶傳動的類型
帶傳動是利用帶作為中間撓性件來傳遞運動或動力的一種傳動方式。
按傳動原理不同，帶傳動分為摩擦型（平帶傳動、V帶傳動等）和嚙合型(同步帶)兩類。
目前機械設備中應用的帶傳動以摩擦型帶傳動居多，下面主要以V帶傳動為例介紹有關帶傳動的基本知識。
二、帶傳動的基本原理
傳動帶套在主動帶輪1和從動帶輪2上，對帶施加一定的張緊力，帶與帶輪接觸面之間就會產生正壓力；主動輪轉動時，依靠帶和帶輪之間的摩擦力來驅動從動輪轉動。
帶傳動的基本原理是依靠帶和帶輪之間的摩擦力來傳遞運動和動力。
三、帶傳動的特點和傳動比
1、帶傳動的特點
由於帶富有彈性，並靠摩擦力進行傳動，因此它具有結構簡單，傳動平穩、雜訊小，能緩沖吸振，過載時帶會在帶輪上打滑，對其他零件起過載保護作用，適用於中心距較大的傳動等優點。
但帶傳動也有不少缺點，主要有：不能保證准確的傳動比，傳動效率低(約為0.90～0.94)，帶的使用壽命短，不宜在高溫、易燃以及有油和水的場合使用。
2、帶傳動的傳動比
帶傳動中，主動輪轉速 與從動輪轉速 之比稱為傳動比，用符號 表示。
四、常用帶傳動
常用的帶傳動有兩種形式，即平帶傳動和V帶傳動。
1、平帶傳動
橫剖面為扁平矩形，工作是環形內表面與帶輪外表面接觸。平帶傳動結構簡單，平帶較薄，撓曲性和扭轉性好，因而適用於高速傳動、平行軸間的交叉傳動或交錯軸間的半交叉傳動
2、V帶傳動
橫剖面為等腰梯形，工作時置於帶輪槽之中，兩側面接觸，產生摩擦力較大，傳動能力較強。
五、帶傳動的張緊裝置
帶傳動工作時，為使帶獲得所需的張緊力，兩帶輪的中心距應能調整；帶在傳動中長期受拉力作用，必然會產生塑性變形而出現鬆弛現象，使其傳動能力下降，因此一般帶傳動應有張緊裝置。帶傳動的張緊方法主要有調整中心距和使用張緊輪兩種，其中它們各自又有定期張緊和自動張緊等不同形式。
六、安裝和維護
為提高V帶傳動的效率，延長V帶的使用壽命和確保帶傳動的正常運轉，必須正確做好帶傳動裝置的安裝、維修與保養工作。
1、V帶必須正確地安裝在輪槽之中，一般以帶的外邊緣與輪緣平齊為准。
2、V帶傳動中兩帶輪的軸線要保持平行，且兩輪相對應的V形槽的對稱平面應重合。
3、拆、裝V帶時，應先調小兩帶輪中心距，避免硬撬而損壞V帶或設備。套好帶後，再將中心距調回到正確位置，帶的松緊要適度。
4、V帶傳動必須安裝防護罩，防止因潤滑油、切削液或其他雜物等飛濺到V帶上而影響傳動，並防止傷人事故的發生。
5、對一組V帶，損壞時一般要成組更換，新舊帶不能混用。
齒輪傳動
齒輪傳動是由分別安裝在主動軸及從動軸上的兩個齒輪相互嚙合而成。齒輪傳動是應用最多的一種傳動形式。
一、齒輪傳動的基本特點
1、齒輪傳遞的功率和速度范圍很大，功率可從很小到數十萬千瓦，圓周速度可從很小到每秒一百多米以上。齒輪尺寸可從小於1mm到大於10m。
2、齒輪傳動屬於嚙合傳動，齒輪齒廓為特定曲線，瞬時傳動比恆定，且傳動平穩、可靠。
3、齒輪傳動效率高，使用壽命長。
4、齒輪種類繁多，可以滿足各種傳動形式的需要。
5、齒輪的製造和安裝的精度要求較高。
二、齒輪傳動的分類
齒輪的種類很多，可以按不同方法進行分類。
按嚙合方式分，齒輪傳動有外嚙合傳動和內嚙合傳動。
按齒輪的齒向不同分，齒輪傳動有直齒圓柱齒輪傳動；斜齒圓柱齒輪傳動；人字齒圓柱齒輪傳動和直齒錐齒輪傳動。
三、標準直齒圓柱齒輪傳動
直齒圓柱齒輪傳動是齒輪傳動的最基本形式，它在機械傳動裝置中應用極為廣泛。
齒線為分度圓直母線的圓柱齒輪稱為直齒圓柱齒輪，簡稱直齒輪。
直齒圓柱齒輪的主要參數
（1）齒數z 一個齒輪的輪齒總數稱為齒數。
（2）齒形角a
在端平面上，過端面齒廓與分度圓交點處的徑向直線與齒廓在該點處的切線所夾的銳角稱為齒形角。
標准規定漸開線齒輪的標准齒形角a =20°。（3）模數m
齒距p除以圓周率π所得的商稱為模數，模數的單位為mm，且已經標准化。
四、其他類型齒輪傳動
常用的齒輪傳動除直齒圓柱齒輪傳動外，還有斜齒圓柱齒輪傳動、直齒錐齒輪傳動和蝸桿傳動等。
1、斜齒圓柱齒輪傳動
齒線為螺旋線的圓柱齒輪稱為斜齒圓柱齒輪。
斜齒圓柱齒輪根據螺旋角的方向不同，分為左旋齒輪和右旋齒輪兩種，其旋向可用右手法則來判斷。伸出右手，手掌朝上，四指指向齒輪軸向方向，若齒向與拇指方向一致則為右旋，反之為左旋。
一對斜齒圓柱齒輪嚙合時，由於輪齒在圓柱面上是螺旋放置的，所以兩嚙合輪齒齒面是逐漸接觸又逐步脫離的，而一對直齒圓柱齒輪嚙合時，兩嚙合齒齒面是同時在齒向全長上接觸，之後又同時脫離。因此，斜齒圓柱齒輪傳動平穩性好，沖擊小，特別是在高速重載下更為明顯。
斜齒圓柱齒輪傳動適用於傳動平穩性要求高的兩平行軸之間的傳動。
2、直齒錐齒輪傳動
分度曲面為圓錐面的齒輪稱為錐齒輪，它是輪齒分布在圓錐面上的齒輪，當其齒向線是分度圓錐面的直母線時稱為直齒錐齒輪。
錐齒輪傳動用於空間兩相交軸之間的傳動，一般多用於兩軸垂直相交成90°的場合。
五、齒輪的失效形式
齒輪在工作過程中由於某種原因而損壞，使其失去正常工作能力的現象稱為失效。齒輪的失效形式有很多種，常見的失效形式有：
1、齒面磨損
齒輪在傳動過程中，輪齒嚙合表面間存在相對滑動。齒輪在受力情況下，齒面間的相對滑動使齒面發生磨損。磨損會破壞齒面形狀，造成傳動不平穩；另外，磨損使輪齒變薄，造成齒側間隙增大，輪齒強度降低。齒面磨損是潤滑條件差的開式齒輪傳動(外露的齒輪傳動)的主要失效形式，也是開式蝸桿傳動的主要失效形式。
2、輪齒折斷
齒輪在工作中，其輪齒的受力狀況相當於懸臂梁，齒根處受到的彎矩最大，所產生的應力集中。在嚙合過程中，齒輪根部所受的彎矩是交替變化的，因此，在該處最容易產生疲勞裂紋而使輪齒折斷，輪齒的這種失效形式稱為輪齒的疲勞折斷。齒輪的另一種折斷是長期過載或受到過大沖擊載荷時的突然折斷，稱為過載折斷。
3、輪齒塑性變形
在低速重載的工作條件下，齒輪的齒面承受很大的壓力和摩擦力，由於這些力的作用，材料較軟的齒輪的局部齒面可能產生塑性流動，使齒面出現凹槽或凸起的稜台，從而破壞齒輪的齒廓形狀，使齒輪喪失工作能力。齒輪的這種失效形式稱為輪齒的塑性變形。
4、齒面點蝕
齒輪工作時，當嚙合表面反復受到接觸擠壓作用，且由此所產生的壓力過大或使用時間過長時，齒面會產生細微的疲勞裂紋。隨著齒輪的連續工作，裂紋會沿表層不斷擴大，使齒面出現小塊金屬剝落，形成麻點和斑坑。輪齒齒面發生的這種失效形式稱為齒面點蝕。嚴重的齒面點蝕會破壞齒輪輪齒的工作表面，造成傳動不平穩，產生雜訊，甚至使齒輪失去工作能力。
齒面點蝕這種失效形式多發生在潤滑條件良好的閉式齒輪傳動中。
5、齒面膠合
在高速重載的閉式齒輪傳動中，齒面潤滑較為困難，嚙合面在重載作用下產生局部高溫使其粘結在一起，當齒輪繼續運動時，會在較軟的齒面上撕下部分金屬材料而出現撕裂溝痕，這種由於齒面粘結和撕裂而造成的失效稱為齒面膠合。齒面出現膠合現象後，將嚴重損壞齒面而導致齒輪失效。閉式蝸桿傳動中極易發生這種失效。
鏈傳動
鏈傳動是由兩個具有特殊齒形的的齒輪和一條閉合的鏈條所組成，工作時主動連輪的齒與鏈條的鏈節相嚙合帶動與鏈條相嚙合的從動鏈輪傳動。鏈條傳動主要用於傳動比要求較准確，且兩軸相距離較遠，而且不宜採用齒輪的地方。這就是我們常見的自行車鏈輪鏈條傳動原理。
一、鏈傳動的特點
1）能保證較精確的傳動比（和皮帶傳動相比較）
2）可以在兩軸中心距較遠的情況下傳遞動力（與齒輪傳動相比）
3）只能用於平行軸間傳動
4）鏈條磨損後，鏈節變長，容易產生脫鏈現象。
二、滾子鏈
1、滾子鏈的結構
在機械傳動中，常用的傳動鏈是滾子鏈(也稱套筒滾子鏈)。滾子鏈由內鏈板1、外鏈板2、銷軸3、套筒4和滾子5組成。
滾子鏈的內鏈板與套筒、外鏈板與銷軸分別採用過盈配合固定，銷軸與套筒、滾子與套筒之間分別為間隙配合；各鏈節可以自由屈伸，滾子與套筒能相對轉動。滾子鏈與鏈輪嚙合時，由於滾子的作用，將套筒與鏈輪齒直接接觸的滑動摩擦轉化為滾動摩擦，從而減小了鏈輪齒的磨損。
滾子鏈的長度用節數來表示。為了使鏈條的兩端便於連接，鏈節數應盡量選取偶數，鏈接頭處可用開口銷或彈簧夾鎖定。當鏈節數為奇數時，鏈接頭需採用過渡鏈節，過渡鏈節不僅製造復雜，而且傳遞能力低，因此應盡量避免使用。
2、滾子鏈的標記
滾子鏈是標准件，其標記為：
鏈號 — 排數 — 整鏈鏈節數 標准編號
標記示例
08A—1—88GB/T1243—1997表示鏈號為08A(節距為12.70mm)，單排，88節的滾子鏈。
3、鏈傳動的使用
(1)為保證鏈傳動的正常工作，兩鏈輪軸線應相互平行，且兩鏈輪應位於同 一鉛垂平面內。
(2)為了提高鏈傳動的質量和使用壽命，應注意進行潤滑。
(3)鏈傳動可不施加預緊力，必要時可採用張緊輪裝置。
(4)為了安全和防塵，鏈傳動應加裝防護罩。
蝸輪蝸桿傳動
當一個齒輪具有一個或幾個螺旋齒，並且與渦輪（類似於螺旋齒輪）嚙合而組成交錯軸傳動時，這種傳動稱為蝸桿傳動。蝸輪蝸桿傳動用於兩軸交叉成90度，但彼此既不平行又不相交的情況下，通常在蝸輪傳動中，蝸桿是主動件，而蝸輪是被動件。
（1）蝸桿傳動的特點
單級傳動就能獲得很大的傳動比，結構緊湊，傳動平穩，無雜訊，但傳動效率低。
（2）蝸桿傳動中渦輪轉向的判定
蝸桿傳動中蝸桿、渦輪轉向間的關系取決於兩者間的相對位置、蝸桿的旋向及其旋轉方向。
判斷渦輪相對於蝸桿的轉向用左手或右手法則，擋蝸桿為右旋（蝸桿也分左右旋且判斷方法與斜齒輪方向判斷方法相同）時用右手法則，蝸桿為左旋時用左手法則。彎曲四指，是之指向蝸桿的旋向方向（直箭頭表示蝸桿可見側的圓周運動方向），則拇指的反方向就是渦輪相對於蝸桿的運動方向。
螺旋傳動
螺旋傳動是利用螺桿和螺母組成的螺旋副來實現傳動要求的，主要用於將回轉運動變為直線運動，同時傳遞運動和動力。
螺旋傳動的分類：
1）傳力螺旋：以傳遞動力為主，要求以較小的轉矩產生較大的軸向推力，用於克服工作阻力。如各種起重或加壓裝置的螺旋。這種傳力螺旋主要是承受很大的軸向力，一般為簡寫工作，每次工作時間較短，工作速度也不高。[email=7@&x]x[/email]
2) 傳導螺旋：以傳遞運動為主，有時也承受較大的軸向載荷。如機床進給機構的螺旋等。傳導螺旋主要在較長的時間內連續工作，工作速度較高，因此，要求具有較高的傳動精度。
3）調整螺旋：以調整、固定零件的相對位置。如機床、儀器、及測試裝置中的微調機構的螺旋。調整螺旋不經常轉動，一般在空載下調整。
螺旋傳動的特點：傳動精度高、工作平穩無噪音，易於自鎖，能傳遞較大的動力等特點。 工作機一般都要靠原動機供給一定形式的能量，但是，把原動機和工作機直接連接起來的情況很少，往往需要在二者之間加入傳遞動力或改變運動狀態的傳動裝置：
（1）工作機所需要的速度一般與原動機的最優速度不相符合。。
（2）很多工作機都需要根據生產要求進行速度調整，但是依靠原動機的速度來達到這一目的是不經濟的，也不可能。
（3）在有些情況下，需要用一台原動機帶動若干個工作速度不同的工作機。
（4）為了安全及維護方便，或因機器的外廓尺寸受到限制等原因，不能將原動機和工作機直接連接在一起。 當設計傳動時，如傳動的功率、傳動比和工作條件已定，則不同的類型傳動各有其優缺點。
1）功率和效率
各類傳動所能傳遞的功率取決於其傳動原理、承載能力、載荷分布、工作速度、製造精度、機械效率、發熱情況等因素。
效率是評定傳動性能的主要指標之一。
2）速度
速度是傳動的主要運動特性之一。提高傳動速度是機器的重要發展方向。
3）外廓尺寸、質量、成本
傳動的外廓尺寸和質量與功率和速度的大小密切相關，也與傳動零件材料的力學性能有關。
傳動比是傳動的運動特性之一。
成本是選擇傳動類型時的重要經濟指標。

Ⅳ 傳動機構的作用是幹啥的

簡單地講：傳動機構的作用是通過某一機構（或零件），將A零件的運動方式（旋轉或靜止）傳遞給B零件。例如，軸（或軸套）通過螺釘（銷或鍵），使傳動座旋轉，傳動座又通過某一零件使動環旋轉。靜環通過防轉銷和壓蓋保持靜環靜止。這里軸套和傳動座、傳動座與動環、靜環和壓蓋之間均無相對運動發生。據我所知，我從專業的角度上講一下概述機械傳動機構，可以將動力所提供的運動的方式、方向或速度加以改變，被人們有目的地加以利用。我國古代傳動機構類型很多，應用很廣，除了上面介紹的以外，像地動儀、鼓風機等等，都是機械傳動機構的產物。我國古代傳動機構，主要有齒輪傳動、繩帶傳動和鏈傳動。圖中是其中一種常見的傳動機構作用上述也講了傳動機構的主要有齒輪傳動、繩帶傳動和鏈傳動組成。我就分開來講述一下其中的作用齒輪傳動：其出現時間不晚於西漢，西漢時的指南車、記里鼓車，東漢張衡發明的水力天文儀器上，都使用了相當復雜的齒輪傳動系統。這些齒輪只用來傳遞運動，強度要求不高。至於生產上所採用的齒輪，要傳遞較大的動力，受力一般較大，強度要求較高。古代在利用畜力、水力和風力進行提水、糧食加工等工作時，都要應用此類齒輪。例如在翻車上，須應用一級齒輪傳動機構，以改變運動的方位和傳遞，適應翻車的工作要求。 鏈傳動：鏈，在我國古代出現很早，商代的馬具上已有青銅鏈條，其他青銅器和玉器上也有用鏈條作為裝飾的。西安出土的秦代銅車馬上，有十分精美的金屬鏈條。但這都不能算是鏈傳動。作為動力傳動的鏈條，出現在東漢時期。東漢時畢嵐率先發明翻車，用以引水。根據其工作原理和運動關系，可以看作是一種鏈傳動。翻車的上、下鏈輪，一主動，一從動，繞在輪上的翻板就是傳動鏈，這個傳動鏈兼做提水的工作件，因此，翻車是鏈傳動的一種特例。到了宋代，蘇頌製造的水運儀象台上，出現了一種天梯，實際上是一種鐵鏈條，下橫軸通過天梯帶動上橫軸，從而形成了真正的鏈傳動。 繩帶傳動：這是一種利用摩擦力的傳動方式。在西漢時， 四川出產井鹽，在鑿井、提水時，都是用牛帶動大繩輪，收卷繞過滑輪上的繩索，來提升鑿井工具、鹵水等。西漢時出現的手搖紡車，是一種典型的繩帶傳動。在西漢時期的畫像石上，有幾幅手搖紡車圖，可以清楚地看到：大繩輪主動，通過繩索帶動紗錠，用手搖大繩輪旋轉一周，紗錠旋轉幾十周，效率很高。以後出現的三錠、五錠的紡車，效率就更高了。元代的水運大紡車，也是用繩帶傳動的。東漢時，冶金手工業有一項重要發明水排，用於鼓風。這種繩帶傳動的工作原理是：水力推動卧式水輪旋轉，水輪軸上裝有大繩輪，通過繩帶帶動小繩輪，小繩輪軸上端曲柄隨之旋轉，通過連桿推動鼓風器鼓風。這種水排鼓風效力很高，可以抵得上幾百匹馬鼓風。它的出現，標志著東漢時發達的機械已經在我國出現了，因而意義十分重大。 希望此答案對您有幫助。

Ⅵ 我國古代有哪些簡單機械說說他們的原理。

一、漢唐以來的耕犁
我國很早就發明了耒耜，用耒耜來翻整土地，播種莊稼，進行農業生產。隨著生產的發展，耒耜發展成犁。不過在戰國時期以前，人們使用的只是石制、木製、骨制和少量的銅制整地工具。後來由於牛耕的出現和冶鐵業的興起，戰國時期便出現了鐵制的耕犁，河北易縣燕下都遺址和河南輝縣都出土過戰國時期的鐵犁鏵。鐵犁鏵的發明是一個了不起的成就，它標志著人類社會發展的新時期，也標志著人類改造自然的斗爭進入一個新的階段。
漢代大力推廣先進的生產工具和耕作方法，耕犁也得到了進一步的發展，並且在全國各地廣泛使用。解放後出土的一百多件漢代的鐵犁中，有鐵口犁鏵、尖鋒雙翼犁鏵、舌狀梯形犁鏵，還有大型的犁鏵。從山西平陸等地漢墓中出土的幾幅犁耕圖中，可以看出漢代耕犁的構造形式。當時的耕犁是鐵制的犁鏵，已經有犁壁的裝置。山東安丘、河南中牟和陝西西安、咸陽、禮泉等地都有漢代鐵犁壁出土。犁壁的發明是耕犁的一個重大發展。沒有犁壁的耕犁達不到碎土鬆土起壠作畝的目的，還必須靠鋤類和鏟類農具的幫助才行；有了犁壁就能翻土碎土，犁壁有一定的方向，向一側翻轉土垡，把雜草埋在下面作肥料，同時還有殺蟲的作用。歐洲的耕犁直到公元十一世紀才有犁壁的記載，我國至遲到漢代就有了犁壁的裝置，比歐洲要早近一千年。漢代耕犁的木質部分由犁轅、犁梢（犁柄）、犁底（犁床）、犁箭、犁橫等部件組成。由此可以看出，漢代的耕犁已經基本定型，它除了有先進的犁壁裝置外，還有能調節耕地深淺的犁箭的裝置。漢代的犁有雙轅和單轅的，基本上是二牛抬扛式的。由於是直轅長轅犁，耕地的時候，回頭轉彎都不夠靈活，起土費力，效率也不很高。盡管這樣，它比戰國時期的耕犁已經有了很大的進步。
唐代，陸龜蒙的《耒耜經》詳細記述了當時耕犁的部件、尺寸和作用。這種犁的構造是由金屬製造的犁鑱和犁壁，以及由木材製造的犁底、壓鑱、策（é）、犁箭、犁轅、犁梢、犁評、犁建、犁槃等十一個部件組成。這些部件都各有特殊的功能和合理的形式。犁壁在犁鑱之上，它們是成一個曲面的復合裝置，用來起土翻土的；犁底和壓鑱把犁頭緊緊地固定下來，增強犁的穩定性；策是捍衛犁壁的；犁箭和犁評是調節犁地深淺的裝置，通過調整犁評和犁箭，使犁轅和犁床之間的夾角張大或縮小，這樣就使犁頭深入或淺出；還可以通過犁梢來掌握耕地的寬窄；它的犁轅是短轅曲轅，轅頭又有可以轉動的犁槃，牲畜是用套耕索來挽犁的。整個耕犁是相當完備、相當先進的，也很輕巧，耕地的時候回頭轉彎都很靈便，而且入土深淺容易控制，起土省力，效率比較高。
陸龜蒙所敘述的耕犁是中國耕犁發展到比較完備階段的典型，它的構造要比秦漢時期的犁完備和復雜得多，和現代的耕犁基本相同。這是廣大勞動人民在長期的生產斗爭實踐中不斷摸索創造的成果，是勞動人民智慧的結晶。
宋元以後，耕犁的形式更加多樣化，各地創造了很多新式的耕犁。南方水田用犁鑱，北方旱地用犁鏵，耕種草莽用犁鎊，開墾蘆葦蒿萊等荒地用犁刀，耕種海堧地用耬鋤。
根據史料記載，在整個古代社會，我國耕犁的發展水平一直處於世界農業技術發展的前列。

二、漢代的播種機——三腳耬
我國在戰國時期就有了播種機械。漢武帝的時候，趙過在一腳耬和二腳耬的基礎上，創造發明了能同時播種三行的三腳耬。一頭牛拉著，一人牽牛，一人扶耬，一天就能播種一頃地，大大提高了播種效率。漢武帝曾經下令在全國范圍里推廣這種先進的播種機。
漢代三腳耬復原模型，現在陳列在中國歷史博物館里。它的構造是這樣的：下面三個小的鐵鏵是開溝用的，叫做耬腳，後部中間是空的，兩腳之間的距離是一壠。三根木製的中空的耬腿，下端嵌入耬鏵的銎里，上端和子粒槽相通。子粒槽下部前面由一個長方形的開口和前面的耬斗相通。耬斗的後部下方有一個開口，活裝著一塊閘板，用一個楔子管緊。為了防止種子在開口處阻塞，在耬柄的一個支柱上懸掛一根竹簽，竹簽前端伸入耬斗下部系牢，中間縛上一塊鐵塊。耬兩邊有兩轅，相距可容一牛。後面有耬柄。
播種前，要根據種子的種類、子粒的大小、土壤的干濕等情況，調節好耬斗開口的閘板，使種子在一定的時間流出的多少剛好合適。然後把要播種的種子放入耬斗里，用牛拉著，一人牽牛，一人扶耬。扶耬人控制耬柄的高低，來調節耬腳入土的深淺，同時也就調整了播種的深淺，一邊走一邊搖，種子自動地從耬斗中流出，分三股經耬腿再經耬鏵的下方播入土壤。在耬後邊的木框上，用兩股繩子懸掛一根方形木棒，橫放在播種的壠上，隨著耬前進，自動把土耙平，把種子覆蓋在土下，這樣一次就把開溝、下種、覆蓋的任務完成了。再另外用砘子壓實，使種子和土緊密地附在一起，發芽生長。
現代最新式的播種機的全部功能也不過把開溝、下種、覆蓋、壓實四道工序接連完成，而我國兩千多年前的三腳耬早已把前三道工序連在一起由同一機械來完成。在當時能夠創造出這樣先進的播種機，確實是一項很重大的成就。這是我國古代在農業機械方面的重大發明之一。

三、灌溉機械——龍骨水車
龍骨水車是我國古代最著名的農業灌溉機械之一。龍骨車，古書上都叫翻車，據《後漢書》記載，這一灌溉機械是東漢末年發明的。最初是利用人力轉動輪軸灌水，後來由於輪軸的發展和機械製造技術的進步，發明了以畜力、風力和水力作為動力的龍骨水車，並且在全國各地廣泛使用。根據動力的不同，龍骨水車有下列幾種。
人力龍骨水車是以人力做動力，多用腳踏，也有用手搖的。元代《王禎農書》和清代麟慶的《河工器具圖說》中關於龍骨車的敘述比較詳細。它的構造除壓欄和列檻樁外，車身用木板作槽，長二丈，寬四寸到七寸不等，高約一尺，槽中架設行道板一條，和槽的寬窄一樣，比槽板兩端各短一尺，用來安置大小輪軸。在行道板上下，通周由一節一節的龍骨板葉用木銷子連結起來，很像龍的骨架一樣，所以名叫龍骨車。在上端的大軸的兩端，各帶四根拐木，作腳踏用，放在岸上的木架之間，人扶著木架，用腳踩動拐木，就帶動下邊的龍骨板葉沿木槽往上移動，把水刮上岸來，流入田間。龍骨板葉繞過上端大軸，又在行道板上邊往下移動，繞過下端的軸，重新刮水。這樣循環不已，水從低處源源不斷地被車上岸來。這就是龍骨車的構造和工作過程。
人力龍骨水車因為用人力，它的汲水量不夠大，但是凡臨水的地方都可以使用，可以兩個人同踏或搖，也可以只一個人踏或搖，很方便，深受人們的歡迎，是應用很廣的農業灌溉機械。
大約在南宋初年，龍骨水車有了新的發展，出現了用畜力做動力的龍骨水車，這是龍骨水車發展的一個新階段。它的水車部分的構造和前面講的相同，只是動力機械方面有了新的改進。在水車上端的橫軸上裝有一個豎齒輪，旁邊立一根大立軸，立軸的中部裝上一個大的卧齒輪，讓卧齒輪和豎齒輪的齒相銜接。立軸上裝一根大橫桿，讓牛拉著橫桿轉動，經過兩個齒輪的傳動，帶動水車轉動，把水刮上來。因為畜力比較大，能把水車上比較大的高度，汲水量也比較大。
在元代《王禎農書》上還有水轉龍骨水車的記載，可知這一機械的發明應該在《農書》成書之前，大約在元初，也有近七百年的歷史了。它的裝置，水車部分完全和以前的各種水車相同。它的動力機械裝在水流湍急的河邊，先樹立一個大木架，大木架中央豎立一根轉軸，軸上裝有上、下兩個大卧輪。下卧輪是水輪，在水輪上裝有若干板葉，以便借水的沖擊使水輪轉動。上卧輪是一個大齒輪，和水車上端軸上的豎齒輪相銜接。把水車裝在河岸邊挖的一條深溝里，流水沖擊水輪轉動，卧齒輪帶動水車軸上的豎齒輪轉動，也就帶動水車轉動，把水從河中深溝里車上岸來，流入田間，灌溉莊稼。
如果水源比較高，可以作大的立式水輪，直接安裝在水車的轉軸上，帶動水車轉動，這樣可以省去兩個大齒輪。
在利用流水作動力的灌溉機械上應用了一對大的木齒輪，把水輪的轉動傳遞到水車的軸上，來帶動水車把水刮上來，進行灌溉，這是元代機械製造方面的一個巨大的進步，也是人們利用自然力造福於人類的一項重大成就。

四、先進的糧食加工機械——水碓和水磨
穀物收獲脫粒以後，要加工成米或面才能食用。我國古代在糧食加工方面發明了不少機械，如磨、碾、碓、扇車、羅等，後來又發明了用水力做動力的水碓和水磨，這些機械效率高，應用廣，是農業機械方面的重要發明。
水碓是利用水力舂米的機械，在西漢末年就出現了，漢代桓譚（約前23—後50）的《桓子新論》里有關於水碓的記載。
水碓的動力機械是一個大的立式水輪，輪上裝有若干板葉，輪軸長短不一，看帶動的碓的多少而定。轉軸上裝有一些彼此錯開的撥板，一個碓有四塊撥板，四個碓就要十六塊撥板。撥板是用來撥動碓桿的。每個碓用柱子架起一根木桿，桿的一端裝一塊圓錐形石頭。下面的石臼里放上准備要加工的稻穀。流水沖擊水輪使它轉動，軸上的撥板就撥動碓桿的梢，使碓頭一起一落地進行舂米。利用水碓，可以日夜加工。
凡在溪流江河的岸邊都可以設置水碓。根據水勢的高低大小，人們採取一些不同的措施。如果水勢比較小，可以用木板擋水，使水從旁邊流經水輪，這樣可以加大水流的速度，增強沖動力。帶動碓的多少可以按水力的大小來定，水力大的地方可以多裝幾個，水力小的地方就少裝幾個。設置兩個碓以上的叫做連機碓，常用的都是連機碓，一般都是四個碓。
磨，最初叫磑，漢代才叫做磨，是把米、麥、豆等加工成面的機械。磨用兩塊有一定厚度的扁圓柱形的石頭製成，這兩塊石頭叫做磨扇。下扇中間裝有一個短的立軸，用鐵製成，上扇中間有一個相應的空套，兩扇相合以後，下扇固定，上扇可以繞軸轉動。兩扇相對的一面，留有一個空膛，叫磨膛，膛的外周製成一起一伏的磨齒。上扇有磨眼。磨面的時候，穀物通過磨眼流入磨膛，均勻地分布在四周，被磨成粉末，從夾縫中流到磨盤上，過羅篩去麩皮等就得到麵粉。磨有用人力的、畜力的和水力的。用水力作為動力的磨，大約在晉代就發明了。水磨的動力部分是一個卧式水輪，在輪的立軸上安裝磨的上扇，流水沖動水輪帶動磨轉動，這種磨適合於安裝在水的沖動力比較大的地方。假如水的沖動力比較小，但是水量比較大，可以安裝另外一種形式的水磨：動力機械是一個立輪，在輪軸上安裝一個齒輪，和磨軸下部平裝的一個齒輪相銜接。水輪的轉動是通過齒輪使磨轉動的。這兩種形式的水磨，構造比較簡單，應用很廣。
隨著機械製造技術的進步，後來人們發明一種構造比較復雜的水磨，一個水輪能帶動幾個磨同時轉動，這種水磨叫做水轉連機磨。《王禎農書》上有關於水轉連機磨的記載。這種水力加工機械的水輪又高又寬，是立輪，須用急流大水，沖動水輪。輪軸很粗，長度要適中。在軸上相隔一定的距離，安裝三個齒輪，每個齒輪又和一個磨上的齒輪相銜接，中間的三個磨又和各自旁邊的兩個磨的木齒相接。水輪轉動通過齒輪帶動中間的磨，中間的磨一轉，又通過磨上的木齒帶動旁邊的磨。這樣，一個水輪能帶動九個磨同時工作。

Ⅶ 古代先民利用水流的動力發明了哪些水力機械又如何玩轉水力的呢

水力資源一直以來都是自然界中存在的一股巨大的能源，我們現在利用水力進行發電，水力發電是現代電力組成的重要部分。

似乎我們一想到水力可以干什麼就只有發電了，但是在古人手裡，水力的作用可不小。古代沒有電動機，沒有蒸汽機，也沒有內燃機，河裡的水流力量是古人所能接觸到的最方便，也是最大的能量源了。所以古人在水力的利用上發明了很多的東西，不僅僅只有水車這類簡單的器械而已。

手工業要想發展，要滿足日益增長的人口需求，要滿足城市化，加深的市場需求，就要提高生產力。僅僅靠人力推拉已經行不通了，所以古人瞄準了每天奔流在家門口的小河。

從水力灌溉的筒車到水力驅動的磨坊，再到精妙絕倫的渾天儀，古人將水力發揮到了極致。

古人究竟是怎麼利用水力的？

最後的工作機構就是直木末端的排扇。水流驅動水輪轉動，然後通過皮帶帶動小輪子轉動，同時實現轉速的擴大（水輪轉一圈小輪子轉很多圈），然後通過曲柄連桿將轉動變為往復運動，最後通過直桿的來回運動帶動排扇開開和鼓出風去。

古人利用水排，將水輪架放在水流之上，然後藉助水流的力量驅動水排運作，帶動風箱鼓出風來以此給正在冶鐵的熔爐供應更多的氧氣，提高冶煉的效率。