私の CodePen: http://codepen.io/leongaban/pen/wJAip
オレンジ色の歯車は 80x80 で、白い @ ロゴも同様です。

青色の背景を追加したので、何らかの理由でオレンジ色の歯車が中心からずれて回転しているように見えます.
フォトショップで並べた画像は次のとおりです。

html:
<div id="spinner">
    <div id="logo">
        <img src="http://leongaban.com/_codepen/whoat/loader-logo.png"/>
    </div>
    <div id="gear" class="spin">
        <img src="http://leongaban.com/_codepen/whoat/loader-gear.png"/>
    </div>
</div>
CSS:
div#spinner {
  position: absolute;
  width: 80px;
  height: 80px;
  top: 35%;
  left: 50%;
  margin-left: -40px;
  background: blue;
}
div#logo {
    position: absolute;
    top: 0;
    left: 0;
    width: 80px;    
    height: 80px;
    z-index: 3;
}
#logo img {
    width: 100%;
    height:100%;
}
div#gear {
    position: absolute;
    top: 0;
    left: 0;
    -webkit-transition: -webkit-transform 0.1s;
    transition: transform 0.1s;
    -webkit-transform: translateX(100%) translateY(-100%) rotate(45deg);
    transform: translateX(100%) translateY(-100%) rotate(45deg);
    pointer-events: none;
    z-index: 2;
}
.spin {
    -webkit-animation: rotation 4.5s linear infinite;
    animation: rotation 4.5s linear infinite;
    -webkit-transform: translateX(100%) translateY(-100%) rotate(45deg);
    transform: translateX(100%) translateY(-100%) rotate(45deg);
}