机械的形成与发展..ppt

机械的形成与发展 海商职业技术学校 地动仪 东汉时期，中国发生地震的次数是比较多的，为了测定地震方位，及时地挽救人民的生命财产，公元１２６年，张衡在第二次担任太史令之后， 就注意掌握收集地震的情报和记录，经过多年的潜心研究，终于在公元１３２年（东汉顺帝阳嘉元年），发明了世界上第一台测定地震方位的科学仪器——地动仪。 张衡（公元78～139年） 地动仪由精铜铸成,外形像一个大酒壶，中间的圆径八尺，顶上有突出的子,仪器的外表刻有篆文以及山，龟，鸟，兽等图形。仪器内部中央立着一根铜质都柱(上粗下细的棍关)。 仪体外部周围铸着八条龙,头向下,尾朝上,按东、南、西 、北、东南、东北、西南、西北八个方向布列。龙头和内部信道中的发动机关相连，每个龙头嘴里衔有一粒小铜珠。地上对准龙嘴处，蹲着八个铜蟾蜍，昂着头，张着嘴，当某处发生地震，都柱便倒向那一方，触动(牙机)，使发生地震方向的龙头张开嘴巴，吐出铜珠，落到 铜蟾蜍嘴里,发出“当啷”声响,人们就知道哪个方向发生地震。仪器制成不久便测出顺帝永和三年二月初三在陇西发生的地震，可见仪器灵敏度相当高。 张衡制成的地动仪是人类历史上的首创，是人类文明史上用科学方法认识地震的第一次勇敢尝试，它揭开 了地震科学的新纪元。张衡的地动仪比外国同类仪器早诞生了近一千年。古波斯直 到公元十一世纪才有类似地震仪器。近代的地震仪在公元1880年才制成，它的原理和张衡地动仪基本相似，但时间却晚了一千七百年。 指南车 指南车是古代一种指示方向的车辆，也作为帝王的仪仗车辆。 指南车起源很 早，历代曾几度重制，但均未留下资料，直至宋代才有完整的资料。它主要是采用差动齿轮的机械原理。车里面装有９个大小不同的齿轮，当两个齿轮拼合在一起时，一个齿轮向右转隔壁一个便相反地向左转，利用这个道理，可以使指南车上木仙人的那只手指向南方，当车轮向东转时，有的齿轮就反转，使手仍保持向南，所以不管车轮怎么转，手指可以永远指向南方。 它指南的原理是：在使用时先人为地进行调整，使木仙人的手指向正南。若马拖着辕直走，则左右两个小平轮都悬空，车轮小齿轮和车中大平轮不发生啮合传动，因此木人不转，当然也不会改变指向。若车子向右拐弯，则车辕的前端也必向左，而其后端则必偏右。车辕的这种变化，会使系在车辕上的吊悬两小平轮的绳子发生相应的松紧，从而把左边的小平轮向上拉，但仍使它悬空着；而右边的小平轮则借铁坠子及其本身的重量往下落，从而造成了车轮小齿轮和大平轮的啮合传动。若车子向左转９０度 ，则在转弯时，左轮不动，右轮要转动半周。与右轮相连的小齿轮也就转半周，经 过小平轮传动到大平 轮，则大平轮将以相反的方向转动四分之一周（也即90度），这样木仙人在和车一起左转90度的同时，又由于齿轮的啮合传动右转了90度，其结果等于没有转动，所以它的指向仍然不变。车子向右拐弯的情况或其他运动 情况的结果可以类推。指南车结构简单，其中要使车子无论怎么转动，木仙人的手臂始终指向南方，关键就在于中心大平轮和附足子轮或联或断的设计。这种设计体现了我国古代劳动人民和机械设计人员的高度智慧和创造能力。 记里鼓车 记里鼓车是配有减速齿轮系的古代车辆，因车上木人击鼓以示行进里数而得名，一般作为帝王出行仪仗车辆，至迟在汉代已问世。其工作原理是利用车轮在地面的转动带动齿轮转动，变换为凸轮杠杆作用使木人抬手击鼓。每行走一里击鼓一次，体现了我国古代机械技术的高度水平。关于记里鼓车的制造，《宋史·舆服志》有两项记载：一是宋神宗天圣五年（公元1027年）卢道隆制记里鼓车；一是宋徽宗大观年间（公元 1107年 到1110年），吴德仁再造记里鼓车。卢道隆记里鼓车的轮和齿轮如下： 足轮二个，直径六尺，圆周十八尺； 立轮（齿轮）一个，直径一尺三寸八分，圆周四尺一寸四分，齿距二寸三分，齿数十八个，下平轮（齿轮）一个，直径四尺一寸四分，圆周十二尺四寸二分，齿距二寸三分，齿数五十四个； 旋风轮（齿轮）一个，齿距一寸二分，齿数三个； 中平轮（齿轮）一个，直径四尺，圆周十二尺，齿距一寸二分，齿数一百个； 小平轮、上平轮（都是齿轮）各一个，齿数分别是十个和一百个。 记里鼓车的整个齿轮系是和车辆同行同止的。只要车轮一转动，整个齿轮系就随着转动；车轮一停下来，整个齿轮系也就随着停下来了。 足轮直径六尺，转一周车行十八尺，足轮转一百周，车行一百八十丈 ，恰合一里之数。 足轮、下平轮、旋风轮和中平轮等四个齿轮的齿数分别是十八、五十四、三、一百。车行一里，中平轮只转一周。 在中平轮的轴上装