從人類文明史之開源，由美索不達米亞時期，經過埃及、希臘、羅馬、中古等時期，一直到文藝復興時期齒輪技術的演變，特別是在齒輪及機械史上有所貢獻的歷史偉人，如阿基米德、伽利略、達文西、卡謬、尤拉、路易士、赫茲、葛理遜等人的簡歷、人像照片及生平十分珍貴。也有系統地敘述了齒輪發展史的概貌。

有關齒輪歷史演進的階段，可以借用德國K. Kutzbach教授劃分方法：

齒輪的發展史第一階段早期齒輪或類似梢（燈籠形）齒輪，并不講求齒形、齒距等理論。
 

由于這個階段不講究齒形、齒距，對于齒輪的動力傳達僅僅做為勾拉運動，即使主動齒輪
可以連續運轉，由于齒與齒之間尚有空隙，齒形也僅為方柱狀，被動齒輪無法順利銜接，
會產生短暫的停滯現象，故不能達到連續運轉的目標。

如此不穩定的回轉速度比，不能做汲水、起重等粗重工作以外更進一步的作業用途。看到
這樣的情形，人們苦思解決之道，方法是減少齒距，使得被動齒能夠不至于中斷運轉。

于是，藉由減少齒距達到連續運轉（但還不是現代意義的定速傳動）人類對于齒輪的運用
，進入了下述的第二階段。

上古時期 

齒輪由誰發明，并無可考，但可以確定的是時間非常久遠。一般來說，齒輪的產生，可以
有以下幾種思考來源：

?裝飾或道具

?金屬鑄造

?銼刀

?有輻輳但并無輪緣的輪子

但是，前項各種屬于公元前2000年的思考來源，并無法確認有技術意含。換言之，在我們
理解齒輪具有技術意含之前很久的時間，齒輪已經以非技術性的面貌，存在于我們的生活
之中了。

至于，人類如何著手制造齒輪，其背后應具備怎樣的技術能力？基本上，人類在公元前40
0年的時候，就懂得使用銼刀。由于銼刀的發明，人類才有能力配合已經擁有的斧頭、槌子
等工具以型塑金屬和進一步木頭。

齒輪的發展史第二階段 進展至時鐘用齒輪，雖未有齒形理論，但齒輪已經具有弧線表面，
并注意齒距等問題。 

如前所述，此時已經注意到齒距的精確是確保連續運轉的前題之一，但是，雖說可以連續
運轉，但是被動齒輪的速度仍舊無法成為穩定的固定值，這現象就是要進一步研究的課題
。人類遂逐漸將探究的焦點移向齒形。

紀元前時期 

產生初步的齒輪之后，人類就想探究齒輪相關議題與原理。這樣的嘗試，以我們所知，最
早是亞里斯多德。他在《機械的問題》一書中，提到楔、曲軸、滾柱、車輪、滑輪等機械
組件之外，還提及以青銅或鑄鐵可以傳達回轉運動的齒狀輪，這是可查證的最早齒輪描述
記錄。

換言之，至少在亞里斯多德的時代以前，就存在金屬材質的雛形齒輪。

既然知道人類已經發現齒輪，接著，讓我們進一步探討古代人類如何使用這雛形齒輪。就
我們所知，人類使用雛形齒輪的用途，集中于汲水或揚水裝置的傳動。

但是，汲水或揚水裝置是何時、由誰發明的，根據我們的理解，直到今天，還可以在兩河
流域、尼羅河，甚至黃河流域等地，看見這使用雛形齒輪的揚水裝置。

不僅僅是亞里斯多德，希臘的另一位學者阿基米德也探討過齒輪的種種。阿基米德甚至研
究了亞里斯多德所未曾提及的蝸輪，而留下相當篇幅的記錄。

在那時代，人們不僅僅將齒輪作為回轉的傳動而已，還懂得利用齒輪作為省力裝置。如亞
歷山大時代Pappus與Hieron的記載，出現了一個蝸輪與九個齒輪的省力裝置，始得人們可
以用130公斤的力量舉起26公噸的重物，那大約釋放大200倍的效能。

根據Pappus的記載，阿基米德曾經利用前述裝置，以僅僅少數奴隸就將一艘大戰艦Syraku
sia推入海中，并引起當時社會巨大的回響。理解各種省力裝置的巨大效能之后，難怪阿基
米德會發下：只要給我一個適合的支點，我可以搬動整個大地。

齒輪的發展史第三階段 開始研究齒形以正確傳達回轉運動。 

產生初步的齒輪之后，人類就想探究齒輪相關議題與原理。這樣的嘗試，以我們所知，最
早是亞里斯多德。他在《機械的問題》一書中，提到楔、曲軸、滾柱、車輪、滑輪等機械
組件之外，還提及以青銅或鑄鐵可以傳達回轉運動的齒狀輪，這是可查證的最早齒輪描述
記錄。