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　　我國(guó)古代有哪些簡(jiǎn)單機(jī)械？說說他們的原理。

一、漢唐以來(lái)的耕犁我國(guó)很早就發(fā)明了耒耜，用耒耜來(lái)翻整土地，播種莊稼，進(jìn)行農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。隨著生產(chǎn)的發(fā)展，耒耜發(fā)展成犁。不過在戰(zhàn)國(guó)時(shí)期以前，人們使用的只是石制、木制、骨制和少量的銅制整地工具。后來(lái)由于牛耕的出現(xiàn)和冶鐵業(yè)的興起，戰(zhàn)國(guó)時(shí)期便出現(xiàn)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(zhàn)國(guó)時(shí)期的鐵犁鏵。鐵犁鏵的發(fā)明是一個(gè)了不起的成就，它標(biāo)志著人類社會(huì)發(fā)展的新時(shí)期，也標(biāo)志著人類改造自然的斗爭(zhēng)進(jìn)入一個(gè)新的階段。漢代大力推廣先進(jìn)的生產(chǎn)工具和耕作方法，耕犁也得到了進(jìn)一步的發(fā)展，并且在全國(guó)各地廣泛使用。解放后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(gòu)造形式。當(dāng)時(shí)的耕犁是鐵制的犁鏵，已經(jīng)有犁壁的裝置。山東安丘、河南中牟和陜西西安、咸陽(yáng)、禮泉等地都有漢代鐵犁壁出土。犁壁的發(fā)明是耕犁的一個(gè)重大發(fā)展。沒有犁壁的耕犁達(dá)不到碎土松土起垅作畝的目的，還必須靠鋤類和鏟類農(nóng)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(cè)翻轉(zhuǎn)土垡，把雜草埋在下面作肥料，同時(shí)還有殺蟲的作用。歐洲的耕犁直到公元十一世紀(jì)才有犁壁的記載，我國(guó)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(zhì)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(jīng)基本定型，它除了有先進(jìn)的犁壁裝置外，還有能調(diào)節(jié)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。由于是直轅長(zhǎng)轅犁，耕地的時(shí)候，回頭轉(zhuǎn)彎都不夠靈活，起土費(fèi)力，效率也不很高。盡管這樣，它比戰(zhàn)國(guó)時(shí)期的耕犁已經(jīng)有了很大的進(jìn)步。唐代，陸龜蒙的《耒耜經(jīng)》詳細(xì)記述了當(dāng)時(shí)耕犁的部件、尺寸和作用。這種犁的構(gòu)造是由金屬制造的犁镵和犁壁，以及由木材制造的犁底、壓镵、策（é）、犁箭、犁轅、犁梢、犁評(píng)、犁建、犁槃等十一個(gè)部件組成。這些部件都各有特殊的功能和合理的形式。犁壁在犁镵之上，它們是成一個(gè)曲面的復(fù)合裝置，用來(lái)起土翻土的；犁底和壓鑱把犁頭緊緊地固定下來(lái)，增強(qiáng)犁的穩(wěn)定性；策是捍衛(wèi)犁壁的；犁箭和犁評(píng)是調(diào)節(jié)犁地深淺的裝置，通過調(diào)整犁評(píng)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(lái)掌握耕地的寬窄；它的犁轅是短轅曲轅，轅頭又有可以轉(zhuǎn)動(dòng)的犁槃，牲畜是用套耕索來(lái)挽犁的。整個(gè)耕犁是相當(dāng)完備、相當(dāng)先進(jìn)的，也很輕巧，耕地的時(shí)候回頭轉(zhuǎn)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(guó)耕犁發(fā)展到比較完備階段的典型，它的構(gòu)造要比秦漢時(shí)期的犁完備和復(fù)雜得多，和現(xiàn)代的耕犁基本相同。這是廣大勞動(dòng)人民在長(zhǎng)期的生產(chǎn)斗爭(zhēng)實(shí)踐中不斷摸索創(chuàng)造的成果，是勞動(dòng)人民智慧的結(jié)晶。宋元以后，耕犁的形式更加多樣化，各地創(chuàng)造了很多新式的耕犁。南方水田用犁镵，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(jù)史料記載，在整個(gè)古代社會(huì)，我國(guó)耕犁的發(fā)展水平一直處于世界農(nóng)業(yè)技術(shù)發(fā)展的前列。二、漢代的播種機(jī)——三腳耬我國(guó)在戰(zhàn)國(guó)時(shí)期就有了播種機(jī)械。漢武帝的時(shí)候，趙過在一腳耬和二腳耬的基礎(chǔ)上，創(chuàng)造發(fā)明了能同時(shí)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(jīng)下令在全國(guó)范圍里推廣這種先進(jìn)的播種機(jī)。漢代三腳耬復(fù)原模型，現(xiàn)在陳列在中國(guó)歷史博物館里。它的構(gòu)造是這樣的：下面三個(gè)小的鐵鏵是開溝用的，叫做耬腳，后部中間是空的，兩腳之間的距離是一垅。三根木制的中空的耬腿，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(gè)長(zhǎng)方形的開口和前面的耬斗相通。耬斗的后部下方有一個(gè)開口，活裝著一塊閘板，用一個(gè)楔子管緊。為了防止種子在開口處阻塞，在耬柄的一個(gè)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。后面有耬柄。播種前，要根據(jù)種子的種類、子粒的大小、土壤的干濕等情況，調(diào)節(jié)好耬斗開口的閘板，使種子在一定的時(shí)間流出的多少剛好合適。然后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(lái)調(diào)節(jié)耬腳入土的深淺，同時(shí)也就調(diào)整了播種的深淺，一邊走一邊搖，種子自動(dòng)地從耬斗中流出，分三股經(jīng)耬腿再經(jīng)耬鏵的下方播入土壤。在耬后邊的木框上，用兩股繩子懸掛一根方形木棒，橫放在播種的垅上，隨著耬前進(jìn)，自動(dòng)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(wù)完成了。再另外用砘子壓實(shí)，使種子和土緊密地附在一起，發(fā)芽生長(zhǎng)。現(xiàn)代最新式的播種機(jī)的全部功能也不過把開溝、下種、覆蓋、壓實(shí)四道工序接連完成，而我國(guó)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(jī)械來(lái)完成。在當(dāng)時(shí)能夠創(chuàng)造出這樣先進(jìn)的播種機(jī)，確實(shí)是一項(xiàng)很重大的成就。這是我國(guó)古代在農(nóng)業(yè)機(jī)械方面的重大發(fā)明之一。三、灌溉機(jī)械——龍骨水車龍骨水車是我國(guó)古代最著名的農(nóng)業(yè)灌溉機(jī)械之一。龍骨車，古書上都叫翻車，據(jù)《后漢書》記載，這一灌溉機(jī)械是東漢末年發(fā)明的。最初是利用人力轉(zhuǎn)動(dòng)輪軸灌水，后來(lái)由于輪軸的發(fā)展和機(jī)械制造技術(shù)的進(jìn)步，發(fā)明了以畜力、風(fēng)力和水力作為動(dòng)力的龍骨水車，并且在全國(guó)各地廣泛使用。根據(jù)動(dòng)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(dòng)力，多用腳踏，也有用手搖的。元代《王禎農(nóng)書》和清代麟慶的《河工器具圖說》中關(guān)于龍骨車的敘述比較詳細(xì)。它的構(gòu)造除壓欄和列檻樁外，車身用木板作槽，長(zhǎng)二丈，寬四寸到七寸不等，高約一尺，槽中架設(shè)行道板一條，和槽的寬窄一樣，比槽板兩端各短一尺，用來(lái)安置大小輪軸。在行道板上下，通周由一節(jié)一節(jié)的龍骨板葉用木銷子連結(jié)起來(lái)，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(dòng)拐木，就帶動(dòng)下邊的龍骨板葉沿木槽往上移動(dòng)，把水刮上岸來(lái)，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(dòng)，繞過下端的軸，重新刮水。這樣循環(huán)不已，水從低處源源不斷地被車上岸來(lái)。這就是龍骨車的構(gòu)造和工作過程。人力龍骨水車因?yàn)橛萌肆Γ募乘坎粔虼?，但是凡臨水的地方都可以使用，可以兩個(gè)人同踏或搖，也可以只一個(gè)人踏或搖，很方便，深受人們的歡迎，是應(yīng)用很廣的農(nóng)業(yè)灌溉機(jī)械。大約在南宋初年，龍骨水車有了新的發(fā)展，出現(xiàn)了用畜力做動(dòng)力的龍骨水車，這是龍骨水車發(fā)展的一個(gè)新階段。它的水車部分的構(gòu)造和前面講的相同，只是動(dòng)力機(jī)械方面有了新的改進(jìn)。在水車上端的橫軸上裝有一個(gè)豎齒輪，旁邊立一根大立軸，立軸的中部裝上一個(gè)大的臥齒輪，讓臥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(zhuǎn)動(dòng)，經(jīng)過兩個(gè)齒輪的傳動(dòng)，帶動(dòng)水車轉(zhuǎn)動(dòng)，把水刮上來(lái)。因?yàn)樾罅Ρ容^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(nóng)書》上還有水轉(zhuǎn)龍骨水車的記載，可知這一機(jī)械的發(fā)明應(yīng)該在《農(nóng)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(dòng)力機(jī)械裝在水流湍急的河邊，先樹立一個(gè)大木架，大木架中央豎立一根轉(zhuǎn)軸，軸上裝有上、下兩個(gè)大臥輪。下臥輪是水輪，在水輪上裝有若干板葉，以便借水的沖擊使水輪轉(zhuǎn)動(dòng)。上臥輪是一個(gè)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(zhuǎn)動(dòng)，臥齒輪帶動(dòng)水車軸上的豎齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)，也就帶動(dòng)水車轉(zhuǎn)動(dòng)，把水從河中深溝里車上岸來(lái)，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(zhuǎn)軸上，帶動(dòng)水車轉(zhuǎn)動(dòng)，這樣可以省去兩個(gè)大齒輪。在利用流水作動(dòng)力的灌溉機(jī)械上應(yīng)用了一對(duì)大的木齒輪，把水輪的轉(zhuǎn)動(dòng)傳遞到水車的軸上，來(lái)帶動(dòng)水車把水刮上來(lái)，進(jìn)行灌溉，這是元代機(jī)械制造方面的一個(gè)巨大的進(jìn)步，也是人們利用自然力造福于人類的一項(xiàng)重大成就。四、先進(jìn)的糧食加工機(jī)械——水碓和水磨谷物收獲脫粒以后，要加工成米或面才能食用。我國(guó)古代在糧食加工方面發(fā)明了不少機(jī)械，如磨、碾、碓、扇車、羅等，后來(lái)又發(fā)明了用水力做動(dòng)力的水碓和水磨，這些機(jī)械效率高，應(yīng)用廣，是農(nóng)業(yè)機(jī)械方面的重要發(fā)明。水碓是利用水力舂米的機(jī)械，在西漢末年就出現(xiàn)了，漢代桓譚（約前23—后50）的《桓子新論》里有關(guān)于水碓的記載。水碓的動(dòng)力機(jī)械是一個(gè)大的立式水輪，輪上裝有若干板葉，輪軸長(zhǎng)短不一，看帶動(dòng)的碓的多少而定。轉(zhuǎn)軸上裝有一些彼此錯(cuò)開的撥板，一個(gè)碓有四塊撥板，四個(gè)碓就要十六塊撥板。撥板是用來(lái)?yè)軇?dòng)碓桿的。每個(gè)碓用柱子架起一根木桿，桿的一端裝一塊圓錐形石頭。下面的石臼里放上準(zhǔn)備要加工的稻谷。流水沖擊水輪使它轉(zhuǎn)動(dòng)，軸上的撥板就撥動(dòng)碓桿的梢，使碓頭一起一落地進(jìn)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(shè)置水碓。根據(jù)水勢(shì)的高低大小，人們采取一些不同的措施。如果水勢(shì)比較小，可以用木板擋水，使水從旁邊流經(jīng)水輪，這樣可以加大水流的速度，增強(qiáng)沖動(dòng)力。帶動(dòng)碓的多少可以按水力的大小來(lái)定，水力大的地方可以多裝幾個(gè)，水力小的地方就少裝幾個(gè)。設(shè)置兩個(gè)碓以上的叫做連機(jī)碓，常用的都是連機(jī)碓，一般都是四個(gè)碓。磨，最初叫硙，漢代才叫做磨，是把米、麥、豆等加工成面的機(jī)械。磨用兩塊有一定厚度的扁圓柱形的石頭制成，這兩塊石頭叫做磨扇。下扇中間裝有一個(gè)短的立軸，用鐵制成，上扇中間有一個(gè)相應(yīng)的空套，兩扇相合以后，下扇固定，上扇可以繞軸轉(zhuǎn)動(dòng)。兩扇相對(duì)的一面，留有一個(gè)空膛，叫磨膛，膛的外周制成一起一伏的磨齒。上扇有磨眼。磨面的時(shí)候，谷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面粉。磨有用人力的、畜力的和水力的。用水力作為動(dòng)力的磨，大約在晉代就發(fā)明了。水磨的動(dòng)力部分是一個(gè)臥式水輪，在輪的立軸上安裝磨的上扇，流水沖動(dòng)水輪帶動(dòng)磨轉(zhuǎn)動(dòng)，這種磨適合于安裝在水的沖動(dòng)力比較大的地方。假如水的沖動(dòng)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(dòng)力機(jī)械是一個(gè)立輪，在輪軸上安裝一個(gè)齒輪，和磨軸下部平裝的一個(gè)齒輪相銜接。水輪的轉(zhuǎn)動(dòng)是通過齒輪使磨轉(zhuǎn)動(dòng)的。這兩種形式的水磨，構(gòu)造比較簡(jiǎn)單，應(yīng)用很廣。隨著機(jī)械制造技術(shù)的進(jìn)步，后來(lái)人們發(fā)明一種構(gòu)造比較復(fù)雜的水磨，一個(gè)水輪能帶動(dòng)幾個(gè)磨同時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)，這種水磨叫做水轉(zhuǎn)連機(jī)磨?！锻醯澽r(nóng)書》上有關(guān)于水轉(zhuǎn)連機(jī)磨的記載。這種水力加工機(jī)械的水輪又高又寬，是立輪，須用急流大水，沖動(dòng)水輪。輪軸很粗，長(zhǎng)度要適中。在軸上相隔一定的距離，安裝三個(gè)齒輪，每個(gè)齒輪又和一個(gè)磨上的齒輪相銜接，中間的三個(gè)磨又和各自旁邊的兩個(gè)磨的木齒相接。水輪轉(zhuǎn)動(dòng)通過齒輪帶動(dòng)中間的磨，中間的磨一轉(zhuǎn)，又通過磨上的木齒帶動(dòng)旁邊的磨。這樣，一個(gè)水輪能帶動(dòng)九個(gè)磨同時(shí)工作。

水車：利用水流的力量推動(dòng)扇葉使其旋轉(zhuǎn)，多用于灌溉，也可用于磨面、夯打。灌溉型是直立的，磨面則是水平的