机械零部件设计 第2版 课程思政案例 学习情境4 中国古代齿轮的发明与应用.pdf

中国古代齿轮的发明与应用

中国是最早发明齿轮的国家之一，考古发现东汉初年（公元1世纪）已有

人字齿轮。三国时期出现的指南车和记里鼓车已采用齿轮传动系统。

指南车又称司南车，是中国古代用来指示方向的一种机械装置。与指南针利

用地磁效应不同，指南车不用磁性，而是利用齿轮传动来指明方向的一种简单机

械装置。其原理是，靠人力来带动两轮的指南车行走，从而带动车内的木制齿轮

转动，来传递转向时两个车轮的差动，再带动车上的指向木人转动与车转向相反

的角度，使车上的木人指示方向，不论车子转向何方，木人的手始终指向指南车

出发时设置木人指示的方向，“车虽回运而手常指南”。

指南车复原模型记里鼓车复原模型

记里鼓车的基本原理和指南车相同，利用齿轮机构的差动关系来实现记程功

能。车中有一套减速齿轮系，始终与车轮同时转动，其最末一只齿轮轴在车行一

里时正好回转一周，车上木人受凸轮牵动，由绳索拉起木人右臂击鼓一次，以示

里程。至于“十里击镯”的记程原理与击鼓记里的原理大同小异，只是这一减速

齿轮系的末端齿轮是在车行十里时正好回转一周，因此“十里一击镯”。记里鼓

车的创造是近代里程表、减速器发明的先驱，是科学技术史上的一项重要贡献。