（一） 傳統機械的形成和積累時(shí)期

  這一時(shí)期是中國機械發(fā)展的第一個(gè)時(shí)期，石器的使用標志著(zhù)這一時(shí)期的開(kāi)始。這是一個(gè)十分漫長(cháng)的時(shí)期，經(jīng)歷了三個(gè)發(fā)展階段。

  第一個(gè)階段相當于舊石器時(shí)代。這一階段的工具主要用石料和木料制作，同時(shí)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(jīng)過(guò)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(shí)的石器工具的種類(lèi)有砍砸器、刮削器、石錘、尖狀器、石球、石矛和石鏃等，這時(shí)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(shí)的機械技術(shù)已有了一定的水平。

  第二個(gè)階段相當于新石器時(shí)代。這一階段在石器制造方面以磨制工藝為主，同時(shí)對石器的制造有了一套完整的工藝過(guò)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(chǎn)工具、如錛、斧、鏟、鑿、磨盤(pán)、磨棒、杵臼、鉆、網(wǎng)墜、紡輪、犁、刀、鋤、耘田器等。工具的種類(lèi)不但有所增加，而且出現了不少專(zhuān)用工具。這時(shí)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(fā)展水平有了顯著(zhù)的提高。

  第三個(gè)階段大約從新石器時(shí)代末期到西周時(shí)期。從動(dòng)力方面看，這一階段已經(jīng)開(kāi)始使用畜力和風(fēng)力作為原動(dòng)力。古車(chē)和風(fēng)帆的出現標志著(zhù)新的動(dòng)力出現。商代已經(jīng)開(kāi)始用牛來(lái)耕地。這一階段已廣泛使用犁來(lái)耕地。農業(yè)機械的種類(lèi)更多，還出現了桔槔、轆轤等復合機械工具。在舊石器時(shí)代就已出現銅器，但沒(méi)有大量使用。商代青銅工具和器械開(kāi)始得到較廣泛的應用，到西周時(shí)期，青銅冶鑄技術(shù)達到了高潮。青銅器的出現標志著(zhù)一種新的機械技術(shù)和制造工藝的誕生。青銅冶鑄工藝在這一階段經(jīng)歷了由低級到高級逐漸成熟的過(guò)程。從使用單面范和雙面范制作小件器物，發(fā)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(jìn)工藝。這一階段后期，陶范熔鑄技術(shù)得到了進(jìn)一步的發(fā)展。

  總的來(lái)看，這一時(shí)期在動(dòng)力方面由只利用人力發(fā)展為人力、畜力等并用。在材料方面由以石質(zhì)材料為主發(fā)展為以木、銅質(zhì)材料為主。在結構方面由簡(jiǎn)單工具發(fā)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(fā)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(jīng)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(shuō)明在這一時(shí)期中國傳統機械技術(shù)已經(jīng)形成并有了一定的發(fā)展。

(二) 傳統機械的迅速發(fā)展和成熟時(shí)期

  從春秋時(shí)期開(kāi)始，我國傳統機械的發(fā)展進(jìn)入了一個(gè)新的時(shí)期。這一時(shí)期鐵器開(kāi)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(shù)的產(chǎn)生和發(fā)展為制造高效生產(chǎn)工具提供了條件。隨著(zhù)鋼鐵技術(shù)的產(chǎn)生、鑄造、鍛造和柔化處理等機械熱加工技術(shù)在這一時(shí)期得到了迅速發(fā)展。從春秋時(shí)期開(kāi)始，就已用生鐵來(lái)鑄造多種機械，特別是農業(yè)機械。這一時(shí)期鍛造工藝有了新的發(fā)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(shù)，到東漢末期，大多數鑄造的機械工具都經(jīng)過(guò)了柔化處理。

  在動(dòng)力方面，這一時(shí)期除使用前面的動(dòng)力外，開(kāi)始利用水力為機械的原動(dòng)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(dòng)機構。水排、水碓、指南車(chē)以及渾天儀、地動(dòng)儀等機械的出現反映了這一時(shí)期的機械在結構原理方面已經(jīng)達到了相當高的水平。

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

  在這一時(shí)期，生產(chǎn)過(guò)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(dòng)力。對機械的操作開(kāi)始由直接操作向間接操作轉變。動(dòng)力和運動(dòng)的傳輸開(kāi)始由機械本身來(lái)完成。對機械的控制開(kāi)始由人的直接控制向間接控制發(fā)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(dòng)機、傳動(dòng)機構和工作機構三個(gè)組成部分。機器的出現反映了機械系統的發(fā)展達到了很高的程度。

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

(三) 傳統機械的全面發(fā)展和鼎盛時(shí)期

  從三國時(shí)期到元代中期是中國機械發(fā)展的第三個(gè)時(shí)期。與前兩個(gè)時(shí)期相比其主要特點(diǎn)是機械的總體技術(shù)水平有了極大的提高，古代機械得到了全面發(fā)展。這一時(shí)期經(jīng)過(guò)了兩個(gè)發(fā)展階段。 

  第一階段為三國到隋唐五代時(shí)期，是傳統機械持續發(fā)展時(shí)期。這一階段在工藝方面有較大進(jìn)步。鍛造農具開(kāi)始在農具中古主導地位。鑄造技術(shù)有了新的發(fā)展，出現了一些大型鑄件。水力機械在這一階段得到了進(jìn)一步發(fā)展，兩晉時(shí)期出現了自動(dòng)磨車(chē)、舂車(chē)、水碾等水力機械。東漢時(shí)期發(fā)明的提水翻車(chē)得到了改進(jìn)和推廣。同時(shí)還發(fā)明了高轉筒車(chē)等灌溉工具。唐代耕犁的結構有新的改進(jìn)，出現了可以轉動(dòng)的犁槃裝置。這一階段的造船技術(shù)有了新的發(fā)展，發(fā)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(fā)展。

  第二個(gè)階段是宋元時(shí)期，這是中國傳統機械發(fā)展的高峰時(shí)期。這一階段，在農業(yè)機械方面有很大的進(jìn)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(yè)機械的專(zhuān)著(zhù)。宋代曾之謹的《農器譜》 (已失傳)對農具的形制進(jìn)行了專(zhuān)門(mén)論述。元代王禎《農書(shū)》中的“農器圖譜”部分對當時(shí)的農業(yè)機械和許多生產(chǎn)工具進(jìn)行了詳細的說(shuō)明和論述。“農器圖譜”為以后對農業(yè)機械和生產(chǎn)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(fā)展。王禎《農書(shū)》中記述的水力大紡車(chē)，腳踏棉紡車(chē)等紡織機械反映了當時(shí)紡織機械的水平達到了很高的程度。兵器制造技術(shù)在這一階段發(fā)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(shù)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(jiǎn)儀等重要儀器和裝置。我國傳統的天文儀器這時(shí)已發(fā)展到高峰階段。這一階段還有一些重大的發(fā)明，如出現了活字印刷術(shù)和雙作用活塞風(fēng)箱，還發(fā)明了冷鍛和冷拔工藝。

  在第三個(gè)時(shí)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(fā)展作出了重要貢獻。這十時(shí)期的機械不但種類(lèi)多，而且水平高、創(chuàng )造性強。中國在機械加工、農業(yè)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(xué)技術(shù)的發(fā)展產(chǎn)生了一定的影響。這時(shí)期是傳統機械全面發(fā)展和鼎盛時(shí)期，也是中國機械史上的繁榮時(shí)期。  

 

來(lái)源：制造業(yè)知識服務(wù)中心