新石器时代石犁和商周时期青铜犁的出现，标志着中国古代在农业机械制造方面的飞跃。但是，由于受材料和动力条件的限制，石犁和青铜犁的使用范围不广，在生产重作用有限。石犁笨重，需用强大的动力才能拉动，且易损毁。青铜犁虽锐利，但数量太少。只有到春秋战国时期，冶铁技术兴起，铁器出现，个体经济形成，牛耕铁犁才得以配套使用。
图3-4 汉代铁铧正面和鐴土背面(长安出土)
1、战国时期出现铁犁铧
犁铧又称犁铲、犁镜，是安装在犁床前端的切土起垡零件，外形有舌形、V形、梯形之分，其夹角有大有小，然其作为等腰三角形的大体轮廓不变。战国时使用铁犁铧的地区分布于关中及三河地区，多为V形犁铧冠。这种铧冠形制小而重量轻。如辉县出土的“魏犁”，铧重465克，斜边长17.9厘米，中央尖部宽6厘米，两侧宽4厘米，铧刃顶端上下两面均起脊线，角度有120°，左右两角的铁叶近10厘米。将这种铧冠纳入木犁头，可以松土划沟，不过还不能翻土起垅，作用尚有局限，但“耒耜耕”效率大有提高。
2、秦代双翼铧铁犁
秦国推行富国强兵政策，措施之一就是改进铁犁形制，推广牛耕铁犁，以扩大耕地面积，提高粮食产量。1970年在秦始皇陵园城北门外出土的全铁犁长25厘米，翅距25厘米，两翅交叉处有长5厘米，宽约1厘米的脊梁（见图2-1）。1980年在临潼县陈家沟遗址又发现秦国全铁犁铧。这两种犁的铧都比战国时期通用的V形铧冠型号大，称尖锋双翼铧，翻土比V型铁冠要深。
图3-5 汉代铁铧及鐴土套合侧面
3、汉代铁犁犁架、犁头和犁辕的基本定型
汉代，铁犁的结构与零件已经基本定型，具备犁架、犁头和犁辕，用牛牵引，不仅能挖土，而且能翻土、成垅。下面将犁头、犁架、犁式分述如下：
（1）犁架
犁架结构由床、梢、辕、箭、衡五大零件组成，汉代犁架已基本具备这五大零件。
犁床又称犁底，是关键零件之一。它是平贴地面的长方形木条，犁铧的导向装置，前与犁铧銎同向相接，后与犁梢成钝角相接。在动力牵引下，推动犁插入土中，连续不断地破土、翻土。犁梢来源于耒，犁床即耒部前曲部分的发展。到汉代，犁床与犁梢多数已明显分开。
图3-6 汉代铁铧正面及鐴土背面(礼泉出土)
犁箭最初是连接辕床，以使犁架牢固、不易松散的零件，后来发展为兼能控制犁头入土深浅的零件。西汉武帝末年，赵过推行代田法时，用二牛三人，其中有人专门扶辕，以调节入土深浅。可见那时犁箭只能起稳固犁架作用。最晚到西汉末，犁箭已能调节犁头入土深浅。
犁辕是前接犁衡（从而连系动力源—牛体），后接犁梢（从而连系工作机—犁架）的牵引件。汉代多为单长直辕（二牛），到魏晋后出现双长直辕（一牛），并出现“柔便”之蔚犁。
（2）犁头
犁头指犁铧和犁壁。西汉初，铁犁形制与战国时相仿，犁铧上口窄，两侧铁叶短，犁锋角度大，只能起破土作用。如山东莱芜出土西汉铁范所铸铁口犁，与战国辉县犁形制相似，只是犁头由钝变尖。汉武帝时，犁头发生较大变化。陕西关中地区出土很多汉代铁制农具，其中犁具数量很多，并具有全铁大铧、小铧、犁冠、犁壁及巨型犁铧等不同形制品种（见图3-1、3-2、3-3）。
图3-7 汉代铁铧和鐴土套合正面图
从陕西省出土的汉代舌形大铧来看，犁铧呈舌刃梯形，平均长32厘米，后宽32.5厘米，平均重7.5公斤，锐角，上面尖起，下面板平，前低后高，中部有微高的凸脊，后边有装木犁头的等腰三角形銎。还有一种形制较大的巨型大铧，平均长38.3厘米，后宽36.3厘米，一般重9公斤，最重达15公斤。巨铧古称“铃鐩”、“睿铧”，用作“开田间沟渠及作陆堑”，在汉代已普遍使用（见图3-4、3-5、3-6、3-7、3-8、3-9）。
与上述两种铧同时出土的有V形铧冠与犁壁。出土时，V形铧冠有的套合于铧的尖端，有的单独存放。犁壁又称鐴土、犁耳、犁镜、翻土板等，安装在犁铧的上方，与犁铧后部共同组成一个不连续曲面。由于犁壁旁向的弯曲扭度小，可将土垡向上往前推挤，到一定程度折断，向右前方翻转倒下，形成不连续的垡条。其耕深受耕宽的限制少，一般耕深大于耕宽。在低速条件下，还可碎土成垅。
图3-8 汉代铁铧和鐴土套合背面图
铁犁壁在汉武帝时就已经出现。从陕西省发现的汉代铁铧来看，汉代犁壁可分为两大类：一为菱形、瓦形、方形缺角犁壁，平均长45.8厘米，宽23.1厘米；一为马鞍形犁壁，平均长18.3厘米，宽20.8厘米。在行进时，菱形、瓦形、方形缺角犁壁只有一侧翻土，马鞍形犁壁两侧都能翻土。
犁壁的出现，大大提高了整地质量，使耕犁不仅能松土，而且能翻土、成垅、除草、灭虫，从而改善了土壤中气、水、肥状况，便于作物吸收和生长。在18世纪以前，欧洲只知用直面木质犁壁，壁与铧不能紧密结合，常夹带草土，拖动费力，一直到18世纪初才开始使用曲面铁犁壁。
上述的舌形大铧（或巨形犁铧）与V形铧冠、犁壁三者配套，组成一件高效能的整地、开沟农具。
图3-9 汉代铁铧和鐴土套合侧面图
与舌形铧、巨铧同时出土的还有小铧，三者同时并存，可见其作用有别。小铧的平均长度为17.3厘米，后宽15.1厘米，前宽6厘米。按其尺寸，显然不能与出土的铧冠和犁壁配套使用。无壁小铧，古称之为“耩”，又称之为“劐”、“耠子”，只能破土、松土，用于除草、开沟播种，不能翻土。与同时出土的有铁口锄，表明小铧具有拉、蹠两用功能。
上述西汉时的犁铧与犁壁，只表明当时关中地区使用的情况。从河南、河北、辽宁、内蒙、山东、山西、江苏、贵州等省区的出土材料来看，西汉时仍以V型铧冠为主，V型铧冠一直沿用到东汉。
（3）犁式
犁式又称为耕作方式，即牵引方式。前述的犁架、犁头均属工作机部分，犁式则包括动力（畜力）与牵引部分（包括犁辕形状及设置）。使用畜力作为动力，铁犁成为一套完整的整地机械。
图5-1 唐代江东犁示意图
畜力牵引有二牛、一牛牵引两种方式：
二牛耕田的牵引方式，一般采用“二牛抬杠式”，即犁辕（一长直木杠）后接犁梢，前接犁衡。犁衡是一直木棒，与辕垂直交接，交接处有一三叉戟联搭，以适当调节挽力不同的二牛在行进中的负担，使犁平衡，犁衡缚于牛角，称为角轭，后普遍成为肩轭，从而大大加强了牛的牵引力。二牛抬杠式始见于赵过推行代田法之后，与使用畜力及大型犁铧相关，成为生产力发展的重要标志。直到现在，在北方地区尚存二牛耕田，少数民族地区则多用二牛耕田。一牛耕田的牵引方式，自西汉开始，就与二牛耕田的牵引方式同时并存。但总的趋势是二牛牵引日少，一牛牵引日增。
图5-2 唐三彩胡人执犁陶俑
综上所述，可见到汉武帝时，犁耕的三个重要组成部分犁架、犁头、犁式都已初步定型，实现了从耒耜到犁的根本转变。而这一转变，是从赵过施行代田法，推广耦犁开始的。古人有称牛耕始于赵过，盖指此意。
4、魏晋南北朝的蔚犁
魏晋南北朝的耕犁，犁头和辕发生了一些变化。犁头形状从西汉的等腰三角形改为牛舌形，狭长，以适应一牛耕田及耕泥泞田的需要。由于长直辕操作时不方便，特别在山涧丘陵地区，“回转至难”，北魏时在山东地区发明了比长直辕犁便利的蔚犁。
5、唐代江东犁的发明
唐代，犁辕有较大的变化，由长直辕改为短曲辕。唐末陆龟蒙的《耒耜经》对当时江东地区（即今江苏、浙江及安徽、江西等地）通用的曲辕犁有较详细的记载。见图5-1为按《耒耜经》原文所示尺寸比例所绘示意图。图5-2为出土执犁陶俑图。从这两幅图可见，唐代的耕犁在四个方面有改进：使用短曲辕，节省人力和畜力；增设犁盘，犁体回旋灵活；完善犁评，调节耕深；改善犁头，保证耕地质量。
图5-3 唐代原造犁
犁头包括铧与壁两部分。
汉代犁铧，其长宽之比，舌形大铧为32.0：32.5，巨型大铧为38.3：36.3，大体上为1：1。魏晋以后，铧渐变为狭长。江东犁镜长1尺4寸，宽6寸，宽不及长之半。这从唐代原造犁之图像可作为佐证（见图5-3）。
江东犁犁头的变化，是为了适于南方比较黏重的土壤耕作，也适于翻起较窄的耕垡。耕时土垡被犁壁推挤到相当程度，然后折断，向后方翻转倒下，因此，耕出的垡条是断续的。江东犁这种窜垡的作用，一方面可使“耕深”受“耕宽”的限制较少，在多数情况下，耕深可以大于耕宽；另一方面，可以在低速的牛力条件下，达到碎土的要求，保证耕地质量。
江东犁是唐末先进生产工具的代表，因适于土质黏重、田块较小的江南水田耕作得以迅速推广，反过来也促进了南方农业生产的发展。实际上，江东犁的意义不止于水田耕作的范围，其基本结构和原理同样适用于北方旱区。
当然，江东犁本身仍存在缺点，如犁体偏大，零件较多。结构较复杂。后世曲辕犁发展，多数变得更为小型、轻便，结构也加以简化。
