1781年，瓦特公司的僱員威廉·默多克發明了一種稱為“太陽與行星”的曲柄齒輪傳動系統，並以瓦特的名義成功申請了專利。
該裝置將瓦特蒸汽機的活塞往復運動轉化為旋轉運動，為其成為動力機奠定了基礎。
同年，瓦特又發明了雙向汽缸以提高效率，雙向汽缸即在活塞兩側進汽，提高熱機效率。
這時，控制雙向汽缸的進汽裝置成為關鍵。
1784年，瓦特發明了平行四連桿機構，以保證雙向汽缸的控制問題。
經過這一系列的改進，紐科門機已經完全蛻變為瓦特蒸汽機。
1785年以後，瓦特改進的蒸汽機首先在紡織部門投入使用，受到廣泛歡迎。
為了保證蒸汽機轉速的平穩性，瓦特於1788年發明了離心式調速器。
1790年瓦特又發明了蒸汽機氣缸示工器。
1794年，瓦特與博爾頓合夥組建了專門製造蒸汽機的公司，保證了蒸汽機的研究經費。
到1824年，瓦特的公司共生產了1165臺蒸汽機。
紡織業、採礦業、冶金業、造紙業等工業部門，都先後採用蒸汽機做為動力。
世界就是這樣跨入蒸汽時代的。
曲柄齒輪傳動系統和雙向汽缸是給瓦特蒸汽機帶來質變的兩項發明。
但也正是這兩項發明成為“西方偽史論”者質疑瓦特的把柄。
因為曲柄連桿機構和雙向汽缸的結構一直存在於中國古老的水排和風箱之中。
水排是古代冶鐵技術中的重要鼓風裝置，由東漢官員杜詩發明。
它利用水力推動水輪旋轉，透過曲柄連桿機構，將圓周運動轉化為直線的往復運動，帶動鼓風皮囊開合，起到鼓風作用。
風箱確切的說，應該是雙作用活塞式風箱，出現的時間不晚於宋代。
它設計巧妙，有兩個進風口，使得推拉都能送風。
其內部結構與雙向汽缸有異曲同工之妙。