其实世界上最古老的齿轮实物,就是在中国发现的。
1954年,中科院考古研究所(现在的社科院考古研究所)展开了对东周王城的发掘,然后很意外的发现了上图中的棘轮。这件棘轮也许可以用作战车的驻车制动装置,距今约有2400年历史,从实物来看,制造加工精度已经比较高了。棘轮不能传递动力和运动,严格意义上说不能算齿轮,不过算是齿轮的原型。真正意义上的齿轮,则出现于西汉时期。
国外关于齿轮比较早的记载,来自古典时代哲学家亚里士多德的著作,亚里士多德大约是2300年前的人,比上面的战国时代棘轮要晚一些。至于出土的齿轮实物,最早的大概是希腊化时代的安提凯希拉装置,距今大约2000-2200年,比罗马时代早,大约相当于中国的西汉时代。
早期受加工工艺的限制,出土的一般只用作减速用的棘轮,无法用来制作传动装置。汉代时,中国出土齿轮数量增加,出现了最早的人字齿轮,但大部分还是棘轮,只有少量可用于传动。如同汉代的中国那样,此时西方的齿轮装置并不多,要等到之后制造工艺提升以后才逐渐普及起来。东西方的齿轮也许是双方独自发明的。
一般认为,出现于战国至南北朝期间的指南车,应该使用了齿轮传动装置。两晋南北朝时,使用齿轮传动的机械如各种磨、水车等逐渐普及,出现了指南车、记里鼓车等运用复杂齿轮组的机械,标志着齿轮应用的成熟。
其实不止齿轮,最早的实用性链条和皮带传动装置也是在中国出现的,没想到吧……
之前写过篇回答,有介绍——