（一） 傳統機械的形成和積累時期

  這一時期是中國機械發展的第一個時期，石器的使用標志著這一時期的開始。這是一個十分漫長的時期，經歷了三個發展階段。

  第一個階段相當于舊石器時代。這一階段的工具主要用石料和木料制作，同時也有一些骨制工具。在工藝方面以石器打制工藝為主，主要是經過敲擊和初步修整使石塊成石器。這一階段后期出現了磨制的石器，使工具的形狀趨于合理。當時的石器工具的種類有砍砸器、刮削器、石錘、尖狀器、石球、石矛和石鏃等，這時出現的其他材料的工具有木捧和磨制的骨針等。弓箭的出現表明這時的機械技術已有了一定的水平。

  第二個階段相當于新石器時代。這一階段在石器制造方面以磨制工藝為主，同時對石器的制造有了一套完整的工藝過程。對石器的選擇、切割、磨制和鉆孔等都有了一定的要求。這一階段出現了大量的生產工具、如錛、斧、鏟、鑿、磨盤、磨棒、杵臼、鉆、網墜、紡輪、犁、刀、鋤、耘田器等。工具的種類不但有所增加，而且出現了不少專用工具。這時還出現了原始紡織機、制陶轉輪等較復雜的機械，反映了這一階段機械的發展水平有了顯著的提高。

  第三個階段大約從新石器時代末期到西周時期。從動力方面看，這一階段已經開始使用畜力和風力作為原動力。古車和風帆的出現標志著新的動力出現。商代已經開始用牛來耕地。這一階段已廣泛使用犁來耕地。農業機械的種類更多，還出現了桔槔、轆轤等復合機械工具。在舊石器時代就已出現銅器，但沒有大量使用。商代青銅工具和器械開始得到較廣泛的應用，到西周時期，青銅冶鑄技術達到了高潮。青銅器的出現標志著一種新的機械技術和制造工藝的誕生。青銅冶鑄工藝在這一階段經歷了由低級到高級逐漸成熟的過程。從使用單面范和雙面范制作小件器物，發展到用多塊范、芯組成的復合范制作大型器件。商中期已廣泛使用分鑄法等先進工藝。這一階段后期，陶范熔鑄技術得到了進一步的發展。

  總的來看，這一時期在動力方面由只利用人力發展為人力、畜力等并用。在材料方面由以石質材料為主發展為以木、銅質材料為主。在結構方面由簡單工具發展為復合工具和較為復雜的機械。在原理方面從杠桿、尖劈等原理的利用發展為對慣性、摩擦、彈性和重力等原理的利用。在制造工藝方面經歷了由石器制造工藝向銅器和其他機械工藝的轉變。這些情況說明在這一時期中國傳統機械技術已經形成并有了一定的發展。

(二) 傳統機械的迅速發展和成熟時期

  從春秋時期開始，我國傳統機械的發展進入了一個新的時期。這一時期鐵器開始得到使用，使古代機械在材料方面取得了重大突破。鋼鐵技術的產生和發展為制造高效生產工具提供了條件。隨著鋼鐵技術的產生、鑄造、鍛造和柔化處理等機械熱加工技術在這一時期得到了迅速發展。從春秋時期開始，就已用生鐵來鑄造多種機械，特別是農業機械。這一時期鍛造工藝有了新的發展，許多工具都是用鍛造方法制成的。戰國早期就已出現鑄鐵柔化處理技術，到東漢末期，大多數鑄造的機械工具都經過了柔化處理。

  在動力方面，這一時期除使用前面的動力外，開始利用水力為機械的原動力，出現了一些水力機械。在結構原理方面也有新的突破。在不少機械上出現了齒輪機構、凸輪機構和曲柄連桿機構等復雜的傳動機構。水排、水碓、指南車以及渾天儀、地動儀等機械的出現反映了這一時期的機械在結構原理方面已經達到了相當高的水平。

  這一時期的農業機械發展很快，出現了三腳樓這樣的重要播種機械。還發明了高效糧食加工機械—風扇車。磨、碓等谷物加工機械都已出現，并有了很大的發展。東漢時期還出現了用了齒輪傳動的連磨和用水力推動的槽碓和水碓。西漢時期已有犁壁出現，到東漢時期犁的結構已經基本定型。在紡織機械方面出現了手搖紡車、布機和提花機等重要機械。這一時期的造船技術已比較發達，櫓、舵、帆等部件逐漸完善了起來，并且能夠制造大型的樓船和戰船。

  在這一時期，生產過程中的機械系統有了很大的變化。許多機械已用自然力代替人力作為原動力。對機械的操作開始由直接操作向間接操作轉變。動力和運動的傳輸開始由機械本身來完成。對機械的控制開始由人的直接控制向間接控制發展。水排、水碓和馬排等機械具備了機器的基本組成要素，都已具有原動機、傳動機構和工作機構三個組成部分。機器的出現反映了機械系統的發展達到了很高的程度。

  在這一時期，我國的機械技術迅速發展，傳統的鑄造、鍛造、柔化處理技術不斷提高，逐漸趨于成熟。各種農業機械大都出現并大致定型。造船、紡織機械技術已達到成熟階段。從動力、材料、工藝和結構原理等多方面看，我國傳統機械已發展到成熟階段。

(三) 傳統機械的全面發展和鼎盛時期

  從三國時期到元代中期是中國機械發展的第三個時期。與前兩個時期相比其主要特點是機械的總體技術水平有了極大的提高，古代機械得到了全面發展。這一時期經過了兩個發展階段。 

  第一階段為三國到隋唐五代時期，是傳統機械持續發展時期。這一階段在工藝方面有較大進步。鍛造農具開始在農具中古主導地位。鑄造技術有了新的發展，出現了一些大型鑄件。水力機械在這一階段得到了進一步發展，兩晉時期出現了自動磨車、舂車、水碾等水力機械。東漢時期發明的提水翻車得到了改進和推廣。同時還發明了高轉筒車等灌溉工具。唐代耕犁的結構有新的改進，出現了可以轉動的犁槃裝置。這一階段的造船技術有了新的發展，發明了明輪船。此外，在兵器、紡織機械和天文儀器等方面也有新的發展。

  第二個階段是宋元時期，這是中國傳統機械發展的高峰時期。這一階段，在農業機械方面有很大的進步。宋代出現了鍛制的犁刀裝置，還較廣泛采用了鐵搭，踏犁等新式農具。各種水力機械得到了更廣泛的利用。這一階段出現了論述農業機械的專著。宋代曾之謹的《農器譜》 (已失傳)對農具的形制進行了專門論述。元代王禎《農書》中的“農器圖譜”部分對當時的農業機械和許多生產工具進行了詳細的說明和論述。“農器圖譜”為以后對農業機械和生產工具的研究和記述打下了基礎。在這一階段，紡織機械有新的發展。王禎《農書》中記述的水力大紡車，腳踏棉紡車等紡織機械反映了當時紡織機械的水平達到了很高的程度。兵器制造技術在這一階段發展很快，出現了管形火器和噴射火箭等新式武器。在宋代、許多新型船紛紛出現，造船技術趨于鼎盛。特別應指出的是，這一階段在天文儀器方面取得了重大突破，出現了蓮花漏法、太平渾儀、假天儀、水運儀象臺和簡儀等重要儀器和裝置。我國傳統的天文儀器這時已發展到高峰階段。這一階段還有一些重大的發明，如出現了活字印刷術和雙作用活塞風箱，還發明了冷鍛和冷拔工藝。

  在第三個時期，我國出現了許多杰出的機械制造家，如馬鈞、祖沖之，李皋、張思訓、燕肅、蘇頌、郭守敬和王禎等，為傳統機械的發展作出了重要貢獻。這十時期的機械不但種類多，而且水平高、創造性強。中國在機械加工、農業機械、紡織機械；造船和儀器制造等多方面都走在了世界的前列。不少機械傳到了國外，對世界科學技術的發展產生了一定的影響。這時期是傳統機械全面發展和鼎盛時期，也是中國機械史上的繁榮時期。  

 

來源：制造業知識服務中心