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東漢初年(公元 1世紀(jì))已有人字齒輪。為了改善模具鋼的耐磨性,就要既保持模具鋼具有高的硬度,又要保證鋼中碳化物或其他硬化相的組成、形貌和分布比較合理。三國(guó)時(shí)期出現(xiàn)的指南車和記里鼓車已采用齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)。晉代杜預(yù)發(fā)明的水轉(zhuǎn)連磨就是通過(guò)齒輪將水輪的動(dòng)力傳遞給石磨的。史書中關(guān)于齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)的早記載,是對(duì)唐代一行、梁令瓚于 725年制造的水運(yùn)渾儀的描述。北宋時(shí)制造的水運(yùn)儀象臺(tái)(見中國(guó)古代計(jì)時(shí)器)運(yùn)用了復(fù)雜的齒輪系統(tǒng)。明代茅元儀著《武備志》(成書于1621年)記載了一種齒輪齒條傳動(dòng)裝置戰(zhàn)國(guó)末期鐵質(zhì)青銅齒輪。1956年發(fā)掘的河北安午汲古城遺址中,發(fā)現(xiàn)了鐵制棘齒輪,輪直徑約80毫米,雖已殘缺,但鐵質(zhì)較好,經(jīng)研究,確認(rèn)為是戰(zhàn)國(guó)末期(公元前3世紀(jì))到西漢(公元前206~公元24年)期間的制品。1954年在山西省永濟(jì)縣蘗家崖出土了青銅棘齒輪。參考同坑出土器物,可斷定為秦代(公元前221~前206)或西漢初年,輪40齒,直徑約25毫米。關(guān)于棘齒輪的用途,迄今未發(fā)現(xiàn)文字記載,推測(cè)可能用于制動(dòng),以防止輪軸倒轉(zhuǎn)。1953年陜西省長(zhǎng)安縣紅慶村出土了一對(duì)青銅人字齒輪。根據(jù)墓結(jié)構(gòu)和墓葬物品情況分析,可認(rèn)定這對(duì)齒輪出于東漢初年。兩輪都為24齒,直徑約15毫米。衡陽(yáng)等地也發(fā)現(xiàn)過(guò)同樣的人字齒輪。法蘭機(jī),卷圓機(jī),型材彎曲機(jī)
而齒輪理論和制造工藝的發(fā)展將是進(jìn)一步研究輪齒損傷的機(jī)理,這是建立可靠的強(qiáng)度計(jì)算方法的依據(jù),是提高齒輪承載能力,延長(zhǎng)齒輪壽命的理論基礎(chǔ);發(fā)展以圓弧齒廓為代表的新齒形;研究新型的齒輪材料和制造齒輪的新工藝; 研究齒輪的彈性變形、制造和安裝誤差以及溫度場(chǎng)的分布,進(jìn)行輪齒修形,以改善齒輪運(yùn)轉(zhuǎn)的平穩(wěn)性,并在滿載時(shí)增大輪齒的接觸面積,從而提高齒輪的承載能力。此外,還要求具有良好的工藝性,如熱處理變小、加工性能好、耐蝕性好、研磨和拋光性能好、補(bǔ)焊性能好、粗糙度高、導(dǎo)熱性好和工作條件尺寸和形狀穩(wěn)定等。摩擦、潤(rùn)滑理論和潤(rùn)滑技術(shù)是 齒輪研究中的基礎(chǔ)性工作,研究彈性流體動(dòng)壓潤(rùn)滑理論,推廣采用合成潤(rùn)滑油和在油中適當(dāng)?shù)丶尤霕O壓添加劑,不僅可提高齒面的承載能力,而且也能提高傳動(dòng)效率。液壓法蘭機(jī) 于川予 液壓卷圓機(jī)
這是一種利用摩擦力的傳動(dòng)方式。反之,當(dāng)液壓馬達(dá)的主軸由外力矩驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)時(shí),也可變?yōu)橐簤罕霉r。在西漢時(shí),四川出產(chǎn)井鹽,在鑿井、提水時(shí),都是用牛帶動(dòng)大繩輪,收卷繞過(guò)滑輪上的繩索,來(lái)提升鑿井工具、鹵水等。西漢時(shí)出現(xiàn)的手搖紡車,是一種典型的繩帶傳動(dòng)。在西漢時(shí)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(dòng),通過(guò)繩索帶動(dòng)紗錠,用手搖大繩輪旋轉(zhuǎn)一周,紗錠旋轉(zhuǎn)幾十周,效率很高。以后出現(xiàn)的三錠、五錠的紡車,效率就更高了。元代的水運(yùn)大紡車,也是用繩帶傳動(dòng)的。東漢時(shí),冶金手工業(yè)有一項(xiàng)重要發(fā)明“水排”,用于鼓風(fēng)。這種繩帶傳動(dòng)的工作原理是:水力推動(dòng)臥式水輪旋轉(zhuǎn),水輪軸上裝有大繩輪,通過(guò)繩帶帶動(dòng)小繩輪,小繩輪軸上端曲柄隨之旋轉(zhuǎn),通過(guò)連桿推動(dòng)鼓風(fēng)器鼓風(fēng)。這種水排鼓風(fēng)效力很高,可以抵得上幾百匹馬鼓風(fēng)。它的出現(xiàn),標(biāo)志著東漢時(shí)發(fā)達(dá)的機(jī)械已經(jīng)在我國(guó)出現(xiàn)了,因而意義十分重大。