中国古代机械设计思想的科学成就_刘克明
时间：2025-04-28
中国机械工程第 1卷第 0
2
期
19 99
年
2
月
见表表
1l
。
相似方法曾侯乙编钟的设计是成功地运用模数思古代乐钟制造所需机械工程技术及其工艺过程工艺过程
。
想和方法的实例
。
机械工程技术
“《考工记》鬼氏为钟”
中明确地记载了雨钟各,,
工程制图技术
工程几何作图图样清绘
、
部尺度的对应关系,,
,
“
十分其铣其二以为征以其以其雨长为之围叁分其围,,,
铸造技术冶金技术焊接技术金属热处理技术金属冷加工
造型材料及工艺合箱浇注
、
;征为之铣间去二分以为之鼓间以其鼓间为之舞
选矿冶金熔炼浇注铸焊铅锡合金焊组合焊、、
、
、
修去二分以为舞广去一以为衡围其旋。。
。
叁分其雨长二在上
退火回火淬火
、
、
一在下
,
以设
”
磨刻,
、
这是一篇用模数的方法进行设计的精采论,
述,
。
说明钟的各部尺度有一定的数字比例关系其,。
曾侯乙编钟的设计与制造不仅遵循了严格的设计标准和形制预期单个编钟的音响而且还要、
初始尺度依据是铣长然后派生出各部分的尺寸“”,。,
考虑到每一编钟在整体演奏中的效果各种技术之间的协调一致以及辨识它们之间的相互关系是制造过程的关键铸造技术中的造型工艺作用于钟的外形和几何尺寸、。
。
实测曾侯乙编钟的数据与鬼氏为钟所确定的数据相比其尺寸关系十分接近可见古代设计与制
造已达到相当高的水平,
。
;
,
由是观之我们可以推测编钟设计采用模数的基本方法第一就某一钟而言只要确定其中的一个主要关键尺寸并以此为基准即可按比例关系,,
《工记》考中的。
“
钟鼎之齐作用“
”
:
,
,
于钟的合金元素比例和重量为钟”,
金属热处理工艺又,。
作用于钟的金相组织及其分布《考工记》鬼氏中又作用于钟的外廓形状和各部分尺寸而钟,
推算出其他的所有尺寸长鼓间一 6/ 1,,
。
如征间一铣间一 8/ 16/ 10,,。
。铣,
0,
铣长舞修~鼓间~,
铣长舞
体发音部分的厚薄对于钟的正鼓音 (隧音 )和侧鼓音 (鼓旁音 )的基频有重要影响又是靠冷加工的刻磨来完成的这些工程制
造技术共同制约着编钟的。
广一 4 1铣长甫长一征长……第二就一组编/ 0
钟而言它的音阶是按一定调式排列的基频的变化也有着一定的递增规律因此与之相应的钟体,,
,
音响效果
。
铣长也具有明显的规律性,,、
。
根据数据统计在隧部
,
曾侯乙编钟群的设计与制造反映炎黄之裔善作多元综合整体思维的特质它是系统思想在古,
厚度基本相同的情况下同一组编钟相邻的两种音频存在下列关系式,
代工程技术上应用的成功范例编钟所涉及的物理学声学金属学冶金学铸造工艺学机械学乐、、、、、、
。
L艾一
人,,.
1
L耘1L
式中 f为钟的第一基频数 H
z;
为钟的铣长;。
a
为
律学等相互渗透相互制约相辅相成达到浑然一体的目标;同时曾侯乙编钟群是古代科学技术,
,
、
、
,
指数一般
,
。
~
1 6一 2 2.
; n
为钟的序号川
与艺术整体化的杰出典范也是古代多学科联合攻
,
机械设计中的自动思想3.
关的成果
。
曾侯乙编钟群所表现出的永久魅力也。
,
1
按偏差进行调整的负反馈设计思想宋人苏颂 (1 0 3 7~110 1、
] 1为机械设计的思想方法提供了许多有益的启示[
年 )博览群书通晓图,
,
模数设计思想中国古代的机械设计采用了近似于模数设计的思想和方法并应用于机械工程的制造之中:,,。
纬阴阳五行律吕星官算法;且能探其源综、、、、
“
,
其妙模
”,
并验之实事”,
“
”,
他兼采诸家之说备有仪象,
“
,
之器共置一台中成功的实例之一,。
,
设计制造了水运仪象台这是,
中国古代机械设计和机械制造中自动化控制最为此台在研制之初苏颂和他领导,
数是现代机械设计中一项最基本的参数它是指两个变量成比例关系时的比例常数它含有某种度量
下的设计人认真汲取各家之长加以创新和综合利用如自动报时装置汲取了北宋初年张思训的水平浑仪的结构并作了改进水运推动系统是运用了汉。
标准的意义现代工程技术中的模数多数是数字模数制而中国古代的模数有所不同它是以选择器械的一个基本部分作为模数的基准然后再按一定的比例确定制造的标准,,。
。
,
,
,
代张衡的
漏水转之的原理参考了以后各个朝代水运浑夭的注水激轮装置并在结构上又采用了“
“
”
,
从《工记》至少在春考知
,
”
.
秋战国时期利用模数进行设计的思想及其运用已经十分明确而完备相当于今天机械设计中的几何
水车简车桔棒凸轮和夭平杠杆等机械原理把观 …… 此处隐藏：11411字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……
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