機械始於工具，機械領域中絕大部分的發明創造是由於生存、生活的需要和生產中的需要，壹些發明創造是戰爭的需要，還有壹些發明創造是為了探索科學技術的需要。50萬年前，中國猿人學會了制作石器。20萬年前，生活在我國四川資陽地區的古猿人學會了制作骨針、骨錐等骨器。15000年前，古人類學會了用骨、角、牙、蚌殼等制作形狀復雜的器械，並學會了磨制技術。5000年前，人類進入新石器時代。在西安的半坡遺址中，發現了大量的制造技術水平較高的各種重要的骨器。4000年前，人類發現了金屬，並學會了冶煉技術，我國進入了金屬時代。不久，又發明了由銅錫合金組成的青銅器，金屬器械逐步取代了石制和骨制的器械。2000年前，又發現了鐵金屬，並掌握了冶煉技術和制造技術，我國在春秋時代就已進入了鐵器時代。
1 簡單機械的發明創造
人類發明最早的機械主要有杠桿、滑車、斜面、螺旋等幾大類。杠桿是發明最早且應用很普遍的壹種簡單機械。圖1-1（a）是杠桿在錐井機上的應用，利用人的跳上跳下動作，使錐具上下工作。圖1-1（b）是利用杠桿原理提水澆地。
圖1-1 杠桿應用
由杠桿演化而成的滑車也是壹種簡單機械。使用較為普遍的有轆轤、絞車等。圖1-2是提水用的轆轤，由於轉動手柄的半徑大於輪軸半徑而達到省力的目的。
2 簡單機械的發展和提高
利用物體的彈性力、重力、慣性力來幫助人類工作，是簡單機械的進壹步發展和提高。
1）彈性力和慣性力的應用
彈弓和弓箭就是利用物體的彈性工作的，用在打獵和作戰中。圖1-3是公元前500年發明的彈棉弓，解放初期的農村中還在使用。
圖1-4所示的軋棉機是利用慣性力工作的示例，腳踏板的擺動轉化為飛輪的轉動，飛輪的慣性克服了機構的死點位置。手柄的轉動和飛輪的轉動可帶動兩個有較小縫隙的滾軸轉動，實現軋棉的目的。早在公元1313年以前，我國就知道了利用慣性克服死點的原理。圖1-5是采用連續轉動代替間歇運動的扇車，手轉足踏，扇即隨轉，糠秕即去，乃得凈米。
圖1-2 提水轆轤
圖1-3 彈棉弓
圖1-4 軋棉機
圖1-5 扇車
2）畜力應用
公元770年前，已利用畜力耕田與播種，此時，中國古代早已使用了齒輪傳動。圖1-6是利用畜力磨面的示意圖，圖1-7是畜力翻車汲水圖。
3 能源的利用
1）水力和風力的應用
在有水資源的地方，我國古代人很早就懂得利用水力代替人力的工作，如圖1-8所示，公元31年，在冶煉工業中已利用了水力鼓風機。另外，風能的利用也有1700年的歷史，立式風帆是我國所獨有的，如圖1-9所示。
圖1-6 磨面機
圖1-7 牛轉翻車汲水圖
圖1-8 水力驅動鼓風機
圖1-9 古代風車
2）熱能的應用
我國對於熱力的利用、發明也較早。火箭是壹種武器，全世界公認是中國發明的。利用高速噴射氣流的反作用力推動物體快速運動是火箭的原理。圖1-10是典型的火箭示意圖。
圖1-10 古代火箭4 機械傳動領域的發明創造
隨著人類的不斷進步，古代人們已經開始利用繩索、鏈條和齒輪進行動力傳遞，使得各種工具的功能日趨強大，人的勞動強度得到了更進壹步減輕，但其結構也逐漸變得復雜起來，在圖1-11所示的木棉紡車中，雙腳交替踏動擺桿時，大繩輪轉動，再由壹繩帶動三個小繩輪高速轉動。三個小繩輪上各裝壹錠，紡線人手持棉條，即可在錠子上紡出線來。如圖1-12所示，記裏鼓車是我國機械發明的代表作之壹，其應用了復雜的齒輪輪系，根據車輪走過的距離折算成轉過的圈數，再通過齒輪傳動比計算得出準確的裏程，每走過壹段距離擊鼓壹次。
圖1-11 木棉紡車
圖1-12 記裏鼓車