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齿轮发展演化历史及发展趋势

发布日期:2015-01-28 22:01:27  点击量:5750   信息来源:原创

自人类文明史开始,由美索不达米亚时期,经过埃及、希腊、罗马、中古等时期一直到文艺复兴时期,齿轮技术经历了漫长的历史演变。在这个漫长的演化进程中,在齿轮及机械史上有所贡献的历史伟人,如阿基米德、伽利略、达文西、卡谬、尤拉、路易士、赫兹、葛理逊等人的简历、人像照片及生平也显得弥足珍贵。

有关齿轮历史演化的阶段,可以借用德国K. Kutzbach教授划分方法:齿轮发展史的第一阶段是早期齿轮或类似梢(灯笼形)的齿轮,这是齿轮的最早雏形。该阶段,齿轮并不讲求齿形、齿距等理论,轮齿仅仅作简单的勾拉运动,存在的问题是,由于齿与齿之间存在空隙,齿形也仅为方柱状,即使主动齿轮可以连续运转,被动齿轮也无法顺利衔接,会产生短暂的停滞现象,故不能达到连续运转的目标,也就不能做汲水、起重等粗重工作以外更进一步的作业用途。鉴于此,人们苦思解决之道,方法是减少齿距,使被动齿能够不至于中断运转,于是人类对于齿轮的运用,进入了下述的第二阶段。

上古时期

齿轮由谁发明,无法考究,但可以确定的是时间非常久远。一般来说,齿轮的产生,可以有以下几种思考来源:装饰或道具;金属铸造;锉刀;有辐辏但并无轮缘的轮子。但这些均属于公元前2000年的思考来源,无法确认有技术意含。换言之,在我们理解齿轮具有技术意含之前的很长时间,齿轮已经以非技术性的面貌,存在于我们的生活之中了。人类如何着手制造齿轮,其背后应具备怎样的技术能力?基本上,人类在公元前400年的时候,就懂得使用锉刀。由于锉刀的发明,人类才有能力配合已经拥有的斧头、槌子等工具以金属和木头为材料加工齿轮。齿轮的发展史第二阶段进展至时钟用齿轮,虽未有齿形理论,但齿轮已经具有弧线表面,并注意齿距等问题。经过这两个阶段的发展,此时人们已经注意到精确的齿距是确保连续运转的前题之一,但存在的问题是齿轮虽然可以连续运转,但是被动齿轮的速度仍旧无法成为稳定的固定值,从而人类逐渐将探究的焦点转向齿形。


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