Isso pode estar fora de foco para o GD.se, mas tentarei explicar birefly isso.
Existem vários tipos de funções de engrenagem. O mais comum é o involuto de um círculo e o ciclóide . Em princípio, você pode gerar um par de forma de engrenagem correspondente para praticamente qualquer forma, mas, na prática, o involuto possui propriedades superiores para desalinhamento. Isso ocorre porque o par de um círculo involuto é um círculo involuto.
A forma de engrenagem mais comum.
Engrenagens involutas são de longe as mais comuns. A forma involuta é simplesmente a soma de 2 vetores. O vetor um está girando ao longo do círculo base do qual a curva é involuta. O vetor 2 é perpendicular a esse vetor e é o comprimento da distância percorrida no círculo base.
Imagem 1: Formação da forma involuta.
Isso em termos paramétricos matemáticos forma uma função para x e y, como por exemplo a seguir, você obtém a seguinte função paramétrica:
x = r * sin(t) - r * t * cos(t)
y = r * cos(t) + r * t * sin(t)
Onde t é o ângulo em radianos er é o raio (se você representar graficamente 0 a - Pi / 2, obterá a mesma imagem). Ok, mas esse pecado em si não é suficiente. Como você precisa calcular o deslocamento e o tamanho do espelho dessa curva para alinhar os dentes. Mas esta foi uma versão muito curta da minha palestra introdutória sobre o assunto. De qualquer forma, escolha um livro sobre engenharia mecânica para os detalhes realmente arenosos.
Como é agora, acho que isso excede o objetivo dessa troca. Mas antes de me separar, deixarei uma dica de como traçar a curva com as ferramentas da Adobe, na forma de uma rotina de plotagem para o Photoshop e para o ilustrador. Vejo: