蒸汽机上的曲轴
9 世纪的一首赞美诗曾讲到西方用曲柄跟曲柄销和曲柄臂连成一体来转
动磨石的事。此后 500 年内,曲轴只偶尔见于图例。在公元 1400 年之后不久, 至少在低地国家的带旋转升降机、罐笼,甚至测试仪表等插图的手稿中似乎都突然出现了曲轴。组合曲轴在同一时代问世,最初为拉杆式,是一种简单的手持工具。但是,在拉杆曲轴首次出现后几年内,有人就想到转动拉杆的曲柄臂可以用连杆代替,在手磨机中,连杆仅仅是人的手臂的延伸,但是, 连接机构可以反向运动,通过旋转曲柄驱动连杆来操纵一台泵,如同公元1431 年的一部手稿中所描绘的那样。于是,曲轴诞生了。15 世纪和 16 世纪普遍采用曲柄来驱动风箱和大型锯机,它们是要求双向控制的仅有的两种机器。虽然偶尔也在泵中采用曲轴,但已经设计出双拐甚至四拐曲轴,并且很可能已经到处安装使用。然而,在很长时间内,人们并不真正欢迎曲轴,因为只要重型机器都是木制的,曲轴就不易制成整体,就会使连接处受到很大
的应力。
不管怎样,在铸铁时代以前,曲轴并未获得应有的信誉。公元 1780 年, 瓦特发觉自己受到一项专利的限制,不能利用曲轴将他的蒸汽机的往复运动转变为旋转运动——旧式运动路线的倒转。虽然他很气愤,但却从中受到了启发,设计出了达到同一目的的恒星与行星齿轮。但是随着专利的过时,曲轴变成了进行这种作业的标准设备。如果使用两个或多个汽缸,或必须从两侧提供动力(例如向汽船的桨轮上提供动力),那么,曲轴就是一个解决办法。在尔后的蒸汽时代,曲轴被用在 20 世纪所有的活塞发动机上,无论哪一种燃料都可以驱动。