李伯重:《水转大纺车》 第6页共10页 (三)链式传动装置 传动带再改进后,便成为传动链。传动链基本上是传动带,代替实心带的是一些链节构成的链。链 节与轮上的轮齿咬合,整个传动链缠绕在轮子上。用链式传动装置传输动力,是中国人张思训于976年 发明的,他将这种装置用在他的大型机械钟中。此时龙骨车已遍布中国乡村,因此当张思训遇到他的时 钟的动力传输问题时,他肯定受到了龙骨车上链轮链原理的启发。著名的发明家苏颂于1090年建成了巨 大的天文钟楼。最初他曾试图使用主垂直传动轴,但未能成功。后来他采用了他之称为“天梯”的链式 传动装置,从而获得成功。他还绘制了关于链式传动装置的图,收于1090年出版的《新仪象法要》一书 中。这是世界上最古老的环状动力传输的链式传动装置图。提高机械效率的关键问题是如何消除所有机 械连接部位的松弛,而又短又紧的链式传动装置正符合这种要求。 在西方,拜占庭的菲隆( Philon)约于公元前200年设计了松链条和五边形链轮(不过很难说它们是 否制造出来了),但他设计它们并不是想到了动力传输,而只是为了用来给石弩连续装填石弹。即使这 机械真的造成了,它也不是真正的链式传动装置。在欧洲,第一个真正的链式传动装置是由雅克.德沃 坎逊( Jacques de vaucanson)制作的,用于缫丝和推动磨机。不过这已是1770年时的事了。 (四)曲柄摇把 曲柄摇把是中国发明的。这个发明十分重要,因为至此人类才知道在轮子边上装一个和轮面成直角 的棒,可作为转动轮子的把手°。早在公元前,中国人已将曲柄摇把用于旋转式风扇车、辘轳、手推磨、 磨机和丝绸工业的许多机器上。现存曲柄摇把最早的式样见于汉代古墓出土的小型陶制农家庭院模型上 其年代大约为公元前1世纪。在欧洲,使用的曲柄摇把的最早证据见于830年的荷兰乌得勒支《圣经·诗 篇》( Utrech Psalter)的一份手稿中的轮转石磨画。但是到了1100年以后,欧洲人才开始把曲柄摇把用于 旋转式风扇车。最早刊印曲柄摇把的图样,见于1313年王祯的《农书》3。因此后来传教士介绍中国技 术到欧洲时,应当也包括这种机械在内。 以上与纺纱机有关的重要技术知识介绍到欧洲后,对于纺织工具改良起到了重要的参考作用。因此 即使阿克莱水力纺纱机并未直接摹仿水转大纺车,它也会从对上述介绍中受惠非浅。在此意义上我们可 以说,以王祯《农书》中的水转大纺车为代表的中国纺织机械技术知识之西传,对于以阿克莱水力纺纱 机为代表的欧洲近代机器的产生,确实具有重要的促进作用 当然,与阿克莱水力纺纱机相比,王祯《农书》中的水转大纺车在结构工艺上还不够完善,还存在 着一些较大的缺陷。在传动机构方面,大纺车(工具机)与水轮(动力机)之间仅仅通过皮带来传动, 而皮带运动不够规则,难以保证纱锭的均速转动。同时,在皮带之外别无调节机件,不能根据生产需要 随时调整纱锭转速,因此纺出来的纱不仅会时粗时细,时松时紧,质量不均,而且在纺纱过程中还容易 断头。更重要的是,大纺车上没有牵伸机构,因此只能用于对纤维较长的麻、丝进行合股、加捻和卷绕 而不能用来纺纤维较短的棉(特别是亚洲棉)。元代以后,麻纺织业逐渐让位于棉纺织业,因此不能从事 29前引罗伯特·坦普尔:《中国:发明与发现的国度》,第135-136页 30除了中国人之外,只有古埃及人接近作出了与曲柄摇把相类似的发明。他们在公元前2500年采用了一种斜的原始 曲柄佣来转动原始手摇钻。这种装置的特点是在轮子的顶端用一个倾斜的把手来转动轮子,这个把手既不固定在轮子上 也不和轮面成直角。见前引罗伯特·坦普尔:《中国:发明与发现的国度》,第82页 3前引罗伯特·坦普尔:《中国:发明与发现的国度》,第82页。李伯重：《水转大纺车》 第 6 页 共 10页 （三）链式传动装置 传动带再改进后，便成为传动链。传动链基本上是传动带，代替实心带的是一些链节构成的链。链 节与轮上的轮齿咬合，整个传动链缠绕在轮子上。用链式传动装置传输动力，是中国人张思训于 976 年 发明的，他将这种装置用在他的大型机械钟中。此时龙骨车已遍布中国乡村，因此当张思训遇到他的时 钟的动力传输问题时，他肯定受到了龙骨车上链轮链原理的启发。著名的发明家苏颂于 1090 年建成了巨 大的天文钟楼。最初他曾试图使用主垂直传动轴，但未能成功。后来他采用了他之称为“天梯”的链式 传动装置，从而获得成功。他还绘制了关于链式传动装置的图，收于 1090 年出版的《新仪象法要》一书 中。这是世界上最古老的环状动力传输的链式传动装置图。提高机械效率的关键问题是如何消除所有机 械连接部位的松弛，而又短又紧的链式传动装置正符合这种要求。 在西方，拜占庭的菲隆（Philon）约于公元前 200 年设计了松链条和五边形链轮（不过很难说它们是 否制造出来了），但他设计它们并不是想到了动力传输，而只是为了用来给石弩连续装填石弹。即使这一 机械真的造成了，它也不是真正的链式传动装置。在欧洲，第一个真正的链式传动装置是由雅克．德沃 坎逊（Jacques de Vaucanson）制作的，用于缫丝和推动磨机。不过这已是 1770 年时的事了29。 （四）曲柄摇把 曲柄摇把是中国发明的。这个发明十分重要，因为至此人类才知道在轮子边上装一个和轮面成直角 的棒，可作为转动轮子的把手30。早在公元前，中国人已将曲柄摇把用于旋转式风扇车、辘轳、手推磨、 磨机和丝绸工业的许多机器上。现存曲柄摇把最早的式样见于汉代古墓出土的小型陶制农家庭院模型上， 其年代大约为公元前 1 世纪。在欧洲，使用的曲柄摇把的最早证据见于 830 年的荷兰乌得勒支《圣经·诗 篇》（Utrech Psa1ter）的一份手稿中的轮转石磨画。但是到了 1100 年以后，欧洲人才开始把曲柄摇把用于 旋转式风扇车。最早刊印曲柄摇把的图样，见于 1313 年王祯的《农书》31。因此后来传教士介绍中国技 术到欧洲时，应当也包括这种机械在内。 以上与纺纱机有关的重要技术知识介绍到欧洲后，对于纺织工具改良起到了重要的参考作用。因此 即使阿克莱水力纺纱机并未直接摹仿水转大纺车，它也会从对上述介绍中受惠非浅。在此意义上我们可 以说，以王祯《农书》中的水转大纺车为代表的中国纺织机械技术知识之西传，对于以阿克莱水力纺纱 机为代表的欧洲近代机器的产生，确实具有重要的促进作用。 当然，与阿克莱水力纺纱机相比，王祯《农书》中的水转大纺车在结构工艺上还不够完善，还存在 着一些较大的缺陷。在传动机构方面，大纺车（工具机）与水轮（动力机）之间仅仅通过皮带来传动， 而皮带运动不够规则，难以保证纱锭的均速转动。同时，在皮带之外别无调节机件，不能根据生产需要 随时调整纱锭转速，因此纺出来的纱不仅会时粗时细，时松时紧，质量不均，而且在纺纱过程中还容易 断头。更重要的是，大纺车上没有牵伸机构，因此只能用于对纤维较长的麻、丝进行合股、加捻和卷绕， 而不能用来纺纤维较短的棉（特别是亚洲棉）。元代以后，麻纺织业逐渐让位于棉纺织业，因此不能从事 29 前引罗伯特• 坦普尔：《中国：发明与发现的国度》，第 135-136 页。 30 除了中国人之外，只有古埃及人接近作出了与曲柄摇把相类似的发明。他们在公元前 2500 年采用了一种斜的原始 曲柄佣来转动原始手摇钻。这种装置的特点是在轮子的顶端用一个倾斜的把手来转动轮子，这个把手既不固定在轮子上， 也不和轮面成直角。见前引罗伯特• 坦普尔：《中国：发明与发现的国度》，第 82 页。 31 前引罗伯特• 坦普尔：《中国：发明与发现的国度》，第 82 页