Eu acho que pra uma questão de jogo sobre mecânica, os mechas ou robôs ("mecha" (pronunciando "méca") é tipo um "gundam" (um robô controlado por dentro, por um "piloto" ("gundam" é o nome de um mangá/anime famoso que popularizou bastante o conceito)) ficam difíceis de pensar numa maneira legal , pq como são coisas que não existem (ou que existem só q são altamente técnicas), então não ia ter uma coesão como por exemplo um "Car Mechanic Simulator" tem... Aí sem essa "coesão" ou "breve conexão com algo tangivel", a adesão do jogador é mais difícil de ser obtida...
Mas pra por elementos do tipo, tem varios exemplos legais, por exemplo uns puzzles do Prince of Persia : The Sands of Time e outros da franquia, que usam engrenagens aí o cara tem q fazer as estripulias pra virar as engrenagens numa posição correta... Acho que umas coisas dos Zelda tem tbm essas coisas de girar engrenagens gigantes pra posição correta, etc...
Aí eu acho que, pra uma questão puramente de usar essas coisas (engrenagens e outras coisas de mecânica etc..) a experiência do usuário tem uma estesia muito mais pro lado técnico ou educativo, como por exemplo treinamentos (essas engrenagens da primeira imagem são pra um treinamento com o hololens e tal tá ficando bem bacana) ou jogos no limiar do educativo, como por exemplo o The Incredible Machine, que do topo da cabeça me lembrei agora nesse sentido, mas, mesmo assim, é um tanto cartunesco, e é, por natureza, um jogo de quebra-cabeça (puzzle)... Aí, no caso, isso por questão de "tradição" (ou publico-alvo), nos jogos de mecha o pessoal quer "explodir predios e matar godzillas", e não se preocupar com questões de mecânica clássica etc...
Teve um jogo chamado "One Must Fall : 2097", que era sobre mechas gigantes, aí o jogador fazia a manutenção do mecha entre uma luta e outra (era um game de luta 2d, tipo "Street Fighter" só q de robôs (mechas, pq tem um piloto) gigantes), mas eram, por exemplo, peças e avarias fantasiosas etc... Não lembro muito bem do jogo mas joguei um tanto até.. Mas lembro que achava enfadonha a parte de fazer a manutenção dos robôs, mas talvez seja uma coisa interessante pra vc dar uma olhada...
Sobre isso aí de montar aparelhos de exploração espacial, lembro que tem alguns embora que eu não lembre o nome... Mas mesmo assim, o tipo de tecnologia geralmente não é baseada tanto na mecânica, e tbm muito complexa, aí teria que dar uma "redução artística dos conceitos" pra ficar uma experiência bacana pra quem não seja um expert de física de foguetes... Mas entendí o q vc quis dizer e a idéia é bem legal, seria como um "Car Mechanic Simulator" só q espacial né?
Achei bem interessante essa engrenagem, parece que ela tem uma velocidade variante né e sempre tangenciando pro mesmo lado? Talvez seja interessante pra fazer um "motor linear" (um motor "não-newtoniano" que "anda" numa direção (sem empurrar nada por fora), resumidamente, similar a quando uma máquina de lavar anda XDD), pra fazer por exemplo um motor de aceleração constante pra usar no espaço ou um barco que navega sem nenhum propulsor externo etc...
Mas acho q o calculo lá n ia servir pra esse formato n, até pq as rodas não andam o desenho inteiro, e tbm pq ele causa uma velocidade variavel (imagino que uma função senóide na velocidade do giro)... Mas aí essa engrenagem (a do video) é uma o inverso espelhado da outra :3.. aí nem precisa fazer o calculo, embora q eu n tenho noção de qual seria xd...
@edit: Outro tipo de engrenagem q eu n tenho noção do calculo pra fazer o formato (embora q como geralmente é pequeno acaba n sendo difícil) é aquelas espirais de redução (tem nas "televisões de cachorro" (aqueles equipamentos que giram frangos nas padarias (dá uma olhada proxima vez q topar uma "tv de cachorro", a espiral em contato com as rodas dentadas da barra onde os frangos ficam), e redurores de uso industrial etc..)... Embora q eu tenha aprendido uns 2 jeitos de modelar e tal (coisa trivial tbm..)...
@edit: Dr.Slump e a mecânica da Vila Pinguim :3