滑輪是什么意思？

滑輪是物理學(xué)中一個很重要的概念。它是一種機械傳動器材，由套在輪芯上的滑動輪組成。通過滑輪的幫助，我們可以改變力的方向和大小。這使得滑輪成為了很多機械系統(tǒng)中不可或缺的部分。比如，我們可以用滑輪提升重物，把重物放在滑輪上，相當于使得重物的重量減少了，這樣我們可以輕松地把重物拉起來。所以說，滑輪是物理學(xué)中一個非常重要的概念。

除了在機械系統(tǒng)中的應(yīng)用，滑輪還有很多其他的意義?；喿鳛橐环N圖案設(shè)計手法，可以在日常生活中增添裝飾性。比如，在服裝設(shè)計中，我們常?？梢钥吹交喿鳛閳D案元素出現(xiàn)，這樣可以使得服裝更加有趣和富有質(zhì)感。此外，在建筑設(shè)計中，滑輪還可以被用來制作窗簾桿或者燈具，增加空間的美感。

滑輪在人類發(fā)明史上也有很重要的地位。早在古代，人們就發(fā)明了使用滑輪的機械設(shè)備，比如說簡單的滑輪組合可以用來提升沉重的物體，甚至是用于修建金字塔。而在中世紀以后，滑輪的應(yīng)用范圍變得越來越廣泛，不僅用于農(nóng)業(yè)、運輸，還應(yīng)用于制造和工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域?？梢哉f滑輪的出現(xiàn)，推動了工業(yè)革命的進程，為現(xiàn)代機械工業(yè)奠定了基礎(chǔ)。

在人類還未發(fā)明機床時,第一臺機床又是怎樣制造出來的呢?

第一臺鏜床問世

工場手工業(yè)雖然是相對落后的，但是它卻訓(xùn)練和造就了許許多多的技工，他們盡管不是專門制造機器的行家里手，但他們卻能制造各種各樣的手工器具，例如刀、鋸、針、鉆、錐、磨以及軸類、套類、齒輪類、床架類等等，其實機器就是由這些零部件組裝而成的。

說起鏜床，還先得說說達·芬奇。這位傳奇式的人物，可能就是最早用于金屬加工的鏜床的設(shè)計者。他設(shè)計的鏜床是以水力或腳踏板作為動力，鏜削的工具緊貼著工件旋轉(zhuǎn)，工件則固定在用起重機帶動的移動臺上。1540年，另一位畫家畫了一幅《火工術(shù)》的畫，也有同樣的鏜床圖，那時的鏜床專門用來對中空鑄件進行精加工。

到了17世紀，由于軍事上的需要，大炮制造業(yè)的發(fā)展十分迅速，如何制造出大炮的炮筒成了人們亟需解決的一大難題。

世界上第一臺真正的鏜床是1775年由威爾金森發(fā)明的。其實，確切地說，威爾金森的鏜床是一種能夠精密地加工大炮的鉆孔機，它是一種空心圓筒形鏜桿，兩端都安裝在軸承上。

1728年，威爾金森出生在美國，在他20歲時，遷到斯塔福德郡，建造了比爾斯頓的第一座煉鐵爐。因此，人稱威爾金森為“斯塔福德郡的鐵匠大師”。1775年，47歲的威爾金森在他父親的工廠里經(jīng)過不斷努力，終于制造出了這種能以罕見的精度鉆大炮炮筒的新機器。有意思的是，1808年威爾金森去世以后，他就葬在自己設(shè)計的鑄鐵棺內(nèi)。

但是，威爾金森的這項發(fā)明沒有申請專利保護，人們紛紛仿造它，安裝它。1802年，瓦特也在書中談到了威爾金森的這項發(fā)明，并在他的索霍鐵工廠里進行仿制。以后，瓦特在制造蒸汽機的汽缸和活塞時，也應(yīng)用了威爾金森這架神奇的機器。原來，對活塞來說，可以在外面一邊量著尺寸，一邊進行切削，但對汽缸就不那么簡單了，非用鏜床不可。當時，瓦特就是利用水輪使金屬圓筒旋轉(zhuǎn)，讓中心固定的刀具向前推進，用以切削圓筒內(nèi)部，結(jié)果，直徑75英寸的汽缸，誤差還不到一個硬幣的厚度，這在當對是很先進的了。

在以后的幾十年間，人們對威爾金森的鏜床作了許多改進。1885年，英國的赫頓制造了工作臺升降式鏜床，這已成為了現(xiàn)代鏜床的雛型。

車床誕生記

早在古埃及時代，人們已經(jīng)發(fā)明了將木材繞著它的中心軸旋轉(zhuǎn)時用刀具進行車削的技術(shù)。起初，人們是用2根立木作為支架，架起要車削的木材，利用樹枝的彈力把繩索卷到木材上，拉動繩子轉(zhuǎn)動木材，用刀具車削。

這種古老的方法逐漸演化，發(fā)展成了在滑輪上繞二三圈繩子，繩子架在彎成弓形的彈性桿上，來回推拉弓使加工物體旋轉(zhuǎn)從而進行車削，這便是“弓車床”。

到了中世紀，有人設(shè)計出了用腳踏板旋轉(zhuǎn)曲軸并帶動飛輪，再傳動到主軸使其旋轉(zhuǎn)的“腳踏車床”。16世紀中葉，法國有一個叫貝松的設(shè)計師設(shè)計了一種用螺絲杠使刀具滑動的車螺絲用的車床，可惜的是，這種車床并沒有推廣使用。

時間到了18世紀，又有人設(shè)計了一種用腳踏板和連桿旋轉(zhuǎn)曲軸，可以把轉(zhuǎn)動動能貯存在飛輪上的車床上，并從直接旋轉(zhuǎn)工件發(fā)展到了旋轉(zhuǎn)床頭箱，床頭箱是一個用于夾持工件的卡盤。

在發(fā)明車床的故事中，最引人注目的是一個名叫莫茲利的英國人，因為他于1797年發(fā)明了劃時代的刀架車床，這種車床帶有精密的導(dǎo)螺桿和可互換的齒輪。

莫茲利生于1771年，18歲的時候，他是發(fā)明家布拉默的得力助手。據(jù)說，布拉默原先一直是干農(nóng)活的，16歲那年因一次事故致使右踝傷殘，才不得不改行從事機動性不強的木工活。他的第一項發(fā)明便是1778年的抽水馬桶，莫茲利開始一直幫助布拉默設(shè)計水壓機和其他機械，直到26歲才離開布拉默，因為布拉默粗暴地拒絕了莫利茲提出的把工資增加到每周30先令以上的請求。

就在莫茲利離開布拉默的那一年，他制成了第一臺螺紋車床，這是一臺全金屬的車床，能夠沿著2根平行導(dǎo)軌移動的刀具座和尾座。導(dǎo)軌的導(dǎo)向面是三角形的，在主軸旋轉(zhuǎn)時帶動絲杠使刀具架橫向移動。這是近代車床所具有的主要機構(gòu)，用這種車床可以車制任意節(jié)距的精密金屬螺絲。

3年以后，莫茲利在他自己的車間里制造了一臺更加完善的車床，上面的齒輪可以互相更換。不久，更大型的車床也問世了，為蒸汽機和其他機械的發(fā)明立下了汗馬功勞。

19世紀，由于高速工具鋼的發(fā)明和電動機的應(yīng)用，車床不斷完善，終于達到了高速度和高精度的現(xiàn)代水平。

刨床和銑床

在發(fā)明過程中，許多事情往往是相輔相承、環(huán)環(huán)相扣的：為了制造蒸汽機，需要鏜床相助；蒸汽機發(fā)明發(fā)后，從工藝要求上又開始呼喚龍門刨床了?？梢哉f，正是蒸汽機的發(fā)明，導(dǎo)致了“工作母機”從鏜床、車床向龍門刨床的設(shè)計發(fā)展。其實，刨床就是一種刨金屬的“刨子”。

由于蒸汽機閥座的平面加工需要，從19世紀初開始，很多技術(shù)人員開始了這方面的研究，其中有理查德·羅伯特、理查德·普拉特、詹姆斯·?？怂挂约凹s瑟夫·克萊門特等，他們從1814年開始，在25年的時間內(nèi)各自獨立地制造出了龍門刨床。這種龍門刨床是把加工物件固定在往返平臺上，刨刀切削加工物的一面。但是，這種刨床還沒有送刀裝置，正處在從“工具“向“機械”的轉(zhuǎn)化過程之中。到了1839年，英國一個名叫博德默的人終于設(shè)計出了具有送刀裝置的龍頭刨床。

另一位英國人內(nèi)史密斯從1831年起的40年內(nèi)發(fā)明制造了加工小平面的牛頭刨床，它可以把加工物體固定在床身上，而刀具作往返運動。

此后，由于工具的改進、電動機的出現(xiàn)，龍門刨床一方面朝高速切割、高精度方向發(fā)展，另一方面朝大型化方向發(fā)展。

19世紀，英國人為了蒸汽機等工業(yè)革命的需要發(fā)明了鏜床、刨床，而美國人為了生產(chǎn)大量的武器，則專心致志于銑床的發(fā)明。銑床是一種帶有形狀各異銑刀的機器，它可以切削出特殊形狀的工件，如螺旋槽、齒輪形等。

早在1664年，就有人依靠旋轉(zhuǎn)圓形刀具制造出了一種用于切削的機器，這可算是原始的銑床了。當然，真正確立銑床在機器制造中地位的，要算美國人惠特尼了。

1818年，惠特尼制造了世界上第一臺普通銑床，但是，銑床的專利卻是英國的博德默于1839年捷足先“得”的。

1862年，美國的布朗制造出了世界上最早的萬能銑床，這種銑床在備有萬有分度盤和綜合銑刀方面是劃時代的創(chuàng)舉。萬能銑床的工作臺能在水平方向旋轉(zhuǎn)一定的角度，并帶有立銑頭等附件。同時，布朗還設(shè)計了一種經(jīng)過研磨也不會變形的成形銑刀，接著還制造了磨銑刀的研磨機，使銑床達到了現(xiàn)在這樣的水平。

磨床和鉆床

磨削是人類自古以來就知道的一種古老技術(shù)，舊石器時代，磨制石器用的就是這種技術(shù)。以后，隨著金屬器具的使用，促進了研磨技術(shù)的發(fā)展。但是，設(shè)計出名副其實的磨削機械還是近代的事情，即使在19世紀初期，人們依然是通過旋轉(zhuǎn)天然磨石，讓它接觸加工物體進行磨削加工的。

1864年，美國制成了世界上第一臺磨床，這是在車床的溜板刀架上裝上砂輪，并且使它具有自動傳送的一種裝置。過了12年以后，美國的布朗發(fā)明了接近現(xiàn)代磨床的萬能磨床。

人造磨石的需求也隨之興起。如何研制出比天然磨石更耐磨的磨石呢？1892年，美國人艾奇遜試制成功了用焦炭和砂制成的碳化硅，這是一種現(xiàn)稱為C磨料的人造磨石；2年以后，以氧化鋁為主要成份的A磨料又試制成功，這樣，磨床便得到了更廣泛的應(yīng)用。

以后，由于軸承、導(dǎo)軌部分的進一步改進，磨床的精度越來越高，并且向?qū)I(yè)化方向發(fā)展，出現(xiàn)了內(nèi)圓磨床、平面磨床、滾磨床、齒輪磨床、萬能磨床等等。

與磨削技術(shù)相似，鉆孔技術(shù)也有著久遠的歷史?？脊艑W(xué)家現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)，公元前4000年，人類就發(fā)明了打孔用的裝置。古人在兩根立柱上架個橫梁，再從橫梁上向下懸掛一個能夠旋轉(zhuǎn)的錐子，然后用弓弦纏繞帶動錐子旋轉(zhuǎn)，這樣就能在木頭石塊上打孔了。不久，人們還設(shè)計出了稱為“轆轤”的打孔用具，它也是利用有彈性的弓弦，使得錐子旋轉(zhuǎn)。

到了1850年前后，德國人馬蒂格諾尼最早制成了用于金屬打孔的麻花鉆；1862年在英國倫敦召開的國際博覽會上，英國人惠特沃斯展出了由動力驅(qū)動的鑄鐵柜架的鉆床，這便成了近代鉆床的雛形。

以后，各種鉆床接連出現(xiàn)，有搖臂鉆床、備有自動進刀機構(gòu)的鉆床、能一次同時打多個孔的多軸鉆床等。由于工具材料和鉆頭的改進，加上采用了電動機，大型的高性能的鉆床終于制造出來了。

不斷發(fā)展的車床

19世紀末到20世紀初，單一的車床已逐漸演化出了銑床、刨床、磨床、鉆床等等，這些主要機床已經(jīng)基本定型，這樣就為20世紀前期的精密機床和生產(chǎn)機械化和半自動化創(chuàng)造了條件。

在20世紀的前20年內(nèi)，人們主要是圍繞銑床、磨床和流水裝配線展開的。由于汽車、飛機及其發(fā)動機生產(chǎn)的要求，在大批加工形狀復(fù)雜、高精度及高光潔度的零件時，迫切需要精密的、自動的銑床和磨床。由于多螺旋線刀刃銑刀的問世，基本上解決了單刃銑刀所產(chǎn)生的振動和光潔度不高而使銑床得不到發(fā)展的困難，使銑床成為加工復(fù)雜零件的重要設(shè)備。

被世人譽為“汽車之父”的福特，提出：汽車應(yīng)該是“輕巧的、結(jié)實的、可靠的和便宜的”。為了實現(xiàn)這一目標，必須研制高效率的磨床，為此，美國人諾頓于1900年用金剛砂和剛玉石制成直徑大而寬的砂輪，以及剛度大而牢固的重型磨床。磨床的發(fā)展，使機械制造技術(shù)進入了精密化的新階段。

在1920年以后的30年中，機械制造技術(shù)進入了半自動化時期，液壓和電器元件在機床和其他機械上逐漸得到了應(yīng)用。1938年，液壓系統(tǒng)和電磁控制不但促進了新型銑床的發(fā)明，而且在龍門刨床等機床上也推廣使用。30年代以后，行程開關(guān)——電磁閥系統(tǒng)幾乎用到各種機床的自動控制上了。

第二次世界大戰(zhàn)以后，由于數(shù)控和群控機床和自動線的出現(xiàn)，機床的發(fā)展開始進入了自動化時期。數(shù)控機床是在電子計算機發(fā)明之后，運用數(shù)字控制原理，將加工程序、要求和更換刀具的操作數(shù)碼和文字碼作為信息進行存貯，并按其發(fā)出的指令控制機床，按既定的要求進行加工的新式機床。

數(shù)控機床的方案，是美國的帕森斯在研制檢查飛機螺旋槳葉剖面輪廓的板葉加工機時向美國空軍提出的，在麻省理工學(xué)院的參加和協(xié)助下，終于在1949年取得了成功。1951年，他們正式制成了第一臺電子管數(shù)控機床樣機，成功地解決了多品種小批量的復(fù)雜零件加工的自動化問題。以后，一方面數(shù)控原理從銑床擴展到銑鏜床、鉆床和車床，另一方面，則從電子管向晶體管、集成電路方向過渡。

1970年至1974年，由于小型計算機廣泛應(yīng)用于機床控制，出現(xiàn)了3次技術(shù)突破。第一次是直接數(shù)字控制器，使一臺小型電子計算機同時控制多臺機床，出現(xiàn)了“群控”；第二次是計算機輔助設(shè)計，用一支光筆進行設(shè)計和修改設(shè)計及計算程序；第三次是按加工的實際情況及意外變化反饋并自動改變加工用量和切削速度，出現(xiàn)了自適控制系統(tǒng)的機床。

1968年，英國的毛林斯機械公司研制成了第一條數(shù)控機床組成的自動線，不久，美國通用電氣公司提出了“工廠自動化的先決條件是零件加工過程的數(shù)控和生產(chǎn)過程的程控”，于是，到70年代中期，出現(xiàn)了自動化車間，自動化工廠也已開始建造。

經(jīng)過100多年的風(fēng)風(fēng)雨雨，機床的家族已日漸成熟，真正成了機械領(lǐng)域的“工作母機”。

車床的發(fā)展史

車床的發(fā)展大致可區(qū)分成四個階段，雛型期，基本架構(gòu)期、獨立動力期與數(shù)值控制期，底下將針對 其 發(fā)

展的過程加以介紹。

車床的誕生不是發(fā)明出來的，而是逐漸演進而成，早在四千年前就記載有人利用簡單的拉弓原理完成鉆孔 的工作，這是有記錄最早的工具機，即使到目前仍可發(fā)現(xiàn) 以人力做為驅(qū)動力的手工鉆床，之后車床衍生而出，并被 用于木材的車削與鉆孔，英文中車床的名稱 Lathe(Lath 是 木板的意思 ) 就是由此而來，經(jīng)過數(shù)百年的演進，車床的 進展很慢，木質(zhì)的床身，速度慢且扭力低，除了用在木工 外，并不適合做金屬切削，直到工業(yè)革命前。這段期間可 稱為車床的雛型期

18 世紀開始的工業(yè)革命，象征著以工匠主導(dǎo)的農(nóng)業(yè)社會結(jié)束，取而代之的是強調(diào)大量生產(chǎn)的工業(yè)社會， 由于 各種金屬制品被大量使用，為了滿足金屬另件的加工，車床成了關(guān)鍵性設(shè)備， 18 世紀初車床的床身已是 金屬制，結(jié)構(gòu)強度變大更適合做金屬切削，但因結(jié)構(gòu)簡單， 只能做車削與螺旋方面的加工，到了 19 世紀才有完全以鐵制 零件組合完成的車床，再加上諸如螺桿等傳動機構(gòu)的導(dǎo)入， 一部具有基本功能的車床總算開發(fā)出來。但因動力只能靠人 力、獸力或水力帶動，仍無法滿足需求，只能算是剛完成基 本架構(gòu)的建構(gòu)。

瓦特發(fā)明了蒸氣機，使得車床可藉由蒸氣產(chǎn)生動力用來驅(qū)動車床運 轉(zhuǎn)，此時 車床的動力是集中一處，再藉由皮帶與齒輪的傳遞分散到工廠各處的車床， 20 世紀初擁有獨立動力源的動力車床 (Engine Lathe) 終于被開發(fā) ( 見圖三 ) ，也將車床帶到新的領(lǐng)域。此期間拜福特公司大量生產(chǎn)汽車所賜，許多汽車零件必須以車床加工，為了確保零件供應(yīng)充足，供貨商必須大量采購車床才能應(yīng)付所需，即使到今天車床的發(fā)展仍受到汽車產(chǎn)業(yè)的榮枯所左右。

20 世紀中，計算機被發(fā)明，不久計算機即被應(yīng)用在工具機上，數(shù)值控制車床逐漸取代傳統(tǒng)車床成為工廠 利器 ，生產(chǎn)效率倍增，零件加工精度更是大幅提升，且隨著計算機軟、硬件日趨進步與成熟，許多以往視為 無法加工的技術(shù)一一被克服， CNC 化工具機的比率成了國家現(xiàn)代化 的重要指標。

從歷史的角度來看促使車床發(fā)展除了 18 世紀工業(yè)革命與 20 世 紀汽車業(yè)興起是主因外，另一項主因是切削刀具的進步，早期使用 的切削刀具材質(zhì)是碳鋼，切削速度只能限制在 20m/min 以下，而且 加工精度不佳，之后刀具材質(zhì)采用合金鋼，仍至今日的陶瓷刀具， 切削速度更提升到 1000m/min 以上，于是車床轉(zhuǎn)速愈來愈高，進給 速度也愈來愈快，而且加工精度也從百年前的 1mm 大幅提0.001mm ，進步之快除了刀具的改良與技術(shù)的提升，當然有數(shù)值控制的配合也是最大的功臣。

簡單，，其實說起來車床只不過是一種加工用的工具，既然是工具，那么隨著人類的進化，工具的不段完善就是理所當然的，在現(xiàn)在的工作中，每個人都在不斷的完善他所使用的工具，他們會使自已的工具更加好用，更加人性化，所以隨著人們這樣想這樣做，車床就出來了啊。

逐漸演變來的

應(yīng)該是手工的