图3-20 行星齿轮减速器

人类对齿轮的使用源远流长，据大量的出土文物和史*载，我国是世界上应用齿轮最早的国家之一。1956年，在河北武安午汲古城遗址中，发现了直径约80mm的铁齿轮，经研究确定为战国末期到西汉（公元前3世纪~公元24年）间的制品；1954年，在山西永济县蘖家崖出土的器物中，有直径为25mm、40齿的青铜棘齿轮，经研究确定为秦代至西汉初年（公元前221年～公元24年）间的遗物；1957年，陕西长安县红庆村出土了一对直径为24mm、齿数都为24的青铜人字齿轮，据分析系东汉初年（公元1世纪）遗物。东汉南阳太守杜诗发明冶铸鼓风用的“水排”，如图3-21所示，其原理是在激流中置一木轮，然后通过轮轴、拉杆等机械传动装置把圆周运动变成直线往复运动，以此达到起闭风扇鼓风的目的，其中应用了齿轮和连杆机构。东汉时， 张衡（公元78～139年）制作的水运浑象仪用精铜铸成，主体是一个球体模型，代表天球，球体可以绕天轴转动，水运浑象仪原理如图3-22所示。公元220~230年三国时出现的记里鼓车，如图3-23所示，已有一套减速齿轮系统。马钧（公元235年）所制成的指南车，如图3-24、图3-25所示，除有齿轮传动外，还有离合装置，说明齿轮系已发展到一定的程度。指南车的发明，标志着我国古代对齿轮系统的应用在当时世界上居于遥遥领先的地位，实际上，它是现代车辆上离合器的先驱。（公元265~420年）晋代的杜预发明水轮驱动的水转连磨，其中应用了齿轮系的原理，如图3-26所示。

图3-21 东汉的水排

图3-22 水运浑象仪原理

图3-23 记里鼓车