從人類文明史之開源,由美索不達米亞時期虏爸,經(jīng)過埃及戳稽、希臘母掀、羅馬兽赁、中古等時期吟芜,一直到文藝復(fù)興時期齒輪技術(shù)的演變勃经,特別是在齒輪及機械史上有所貢獻的歷史偉人好阎,如阿基米德疹咕、伽利略、達文西环胸、卡謬铲恃、尤拉、路易士进裹、赫茲四雏、葛理遜等人的簡歷、人像照片及生平十分珍貴夭私。也有系統(tǒng)地敘述了齒輪發(fā)展史的概貌舷咆。
有關(guān)齒輪歷史演進的階段,可以借用德國K. Kutzbach教授劃分方法:
齒輪的發(fā)展史第一階段早期齒輪或類似梢(燈籠形)齒輪添镜,并不講求齒形唐唉、齒距等理論。
由于這個階段不講究齒形窿锉、齒距酌摇,對于齒輪的動力傳達僅僅做為勾拉運動,即使主動齒輪 可以連續(xù)運轉(zhuǎn)嗡载,由于齒與齒之間尚有空隙窑多,齒形也僅為方柱狀,被動齒輪無法順利銜接洼滚, 會產(chǎn)生短暫的停滯現(xiàn)象埂息,故不能達到連續(xù)運轉(zhuǎn)的目標。
如此不穩(wěn)定的回轉(zhuǎn)速度比遥巴,不能做汲水千康、起重等粗重工作以外更進一步的作業(yè)用途〔看到 這樣的情形拾弃,人們苦思解決之道值桩,方法是減少齒距,使得被動齒能夠不至于中斷運轉(zhuǎn)豪椿。
于是奔坟,藉由減少齒距達到連續(xù)運轉(zhuǎn)(但還不是現(xiàn)代意義的定速傳動)人類對于齒輪的運用 ,進入了下述的第二階段祸弥。
上古時期
齒輪由誰發(fā)明偎旱,并無可考,但可以確定的是時間非常久遠酬绞。一般來說抬爷,齒輪的產(chǎn)生或祖,可以 有以下幾種思考來源:
?裝飾或道具
?金屬鑄造
?銼刀
?有輻輳但并無輪緣的輪子
但是祖务,前項各種屬于公元前2000年的思考來源,并無法確認有技術(shù)意含凰彼。換言之彭撑,在我們 理解齒輪具有技術(shù)意含之前很久的時間,齒輪已經(jīng)以非技術(shù)性的面貌葛昏,存在于我們的生活 之中了蜈藏。
至于,人類如何著手制造齒輪绝鸡,其背后應(yīng)具備怎樣的技術(shù)能力迂雪?基本上,人類在公元前40 0年的時候舰褪,就懂得使用銼刀皆疹。由于銼刀的發(fā)明,人類才有能力配合已經(jīng)擁有的斧頭占拍、槌子 等工具以型塑金屬和進一步木頭略就。
齒輪的發(fā)展史第二階段 進展至時鐘用齒輪,雖未有齒形理論晃酒,但齒輪已經(jīng)具有弧線表面表牢, 并注意齒距等問題。
如前所述贝次,此時已經(jīng)注意到齒距的精確是確保連續(xù)運轉(zhuǎn)的前題之一崔兴,但是,雖說可以連續(xù) 運轉(zhuǎn)蛔翅,但是被動齒輪的速度仍舊無法成為穩(wěn)定的固定值敲茄,這現(xiàn)象就是要進一步研究的課題 。人類遂逐漸將探究的焦點移向齒形搁宾。
紀元前時期
產(chǎn)生初步的齒輪之后折汞,人類就想探究齒輪相關(guān)議題與原理倔幼。這樣的嘗試,以我們所知整诈,最 早是亞里斯多德坷磷。他在《機械的問題》一書中,提到楔恒晋、曲軸竹坝、滾柱、車輪止歇、滑輪等機械 組件之外磷兢,還提及以青銅或鑄鐵可以傳達回轉(zhuǎn)運動的齒狀輪,這是可查證的最早齒輪描述 記錄翘辑。
換言之狭龄,至少在亞里斯多德的時代以前,就存在金屬材質(zhì)的雛形齒輪溜信。
既然知道人類已經(jīng)發(fā)現(xiàn)齒輪蜘傻,接著,讓我們進一步探討古代人類如何使用這雛形齒輪幸双。就 我們所知琅翻,人類使用雛形齒輪的用途,集中于汲水或揚水裝置的傳動柑贞。
但是方椎,汲水或揚水裝置是何時、由誰發(fā)明的钧嘶,根據(jù)我們的理解棠众,直到今天,還可以在兩河 流域康辑、尼羅河摄欲,甚至黃河流域等地,看見這使用雛形齒輪的揚水裝置疮薇。
不僅僅是亞里斯多德胸墙,希臘的另一位學者阿基米德也探討過齒輪的種種。阿基米德甚至研 究了亞里斯多德所未曾提及的蝸輪按咒,而留下相當篇幅的記錄迟隅。
在那時代,人們不僅僅將齒輪作為回轉(zhuǎn)的傳動而已励七,還懂得利用齒輪作為省力裝置智袭。如亞 歷山大時代Pappus與Hieron的記載,出現(xiàn)了一個蝸輪與九個齒輪的省力裝置,始得人們可 以用130公斤的力量舉起26公噸的重物渊妨,那大約釋放大200倍的效能烹驰。
根據(jù)Pappus的記載,阿基米德曾經(jīng)利用前述裝置夕涧,以僅僅少數(shù)奴隸就將一艘大戰(zhàn)艦Syraku sia推入海中魄蔗,并引起當時社會巨大的回響。理解各種省力裝置的巨大效能之后刹讹,難怪阿基 米德會發(fā)下:只要給我一個適合的支點肆洽,我可以搬動整個大地。
齒輪的發(fā)展史第三階段 開始研究齒形以正確傳達回轉(zhuǎn)運動职予。
產(chǎn)生初步的齒輪之后社咒,人類就想探究齒輪相關(guān)議題與原理。這樣的嘗試螺煞,以我們所知位俩,最 早是亞里斯多德。他在《機械的問題》一書中帮寻,提到楔乍狐、曲軸、滾柱固逗、車輪、滑輪等機械 組件之外藕帜,還提及以青銅或鑄鐵可以傳達回轉(zhuǎn)運動的齒狀輪烫罩,這是可查證的最早齒輪描述 記錄。
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