齿轮在传动领域的功用几乎是无所不能，但在某些领域，比如齿轮泵和齿轮马达方面常因材料利用率不高、排量体积比值偏小，而受到某些限制。研究发现，齿轮副不但能够重组，而且重组的空间还很大，应用领域十分宽广。
活塞在缸筒内作往复直线运动，通过连杆、曲杆而推动曲轴旋转运动，这就是曲柄连杆活塞发动机的工作原理。这个过程包括了吸气、压缩、点火爆炸、排气四步，其中，只有点火爆炸作正功，其余三步都在作负功（即消耗功）。活塞在每个往复运动中都各有一个速度为零的上下死点，所以每次往复运动中速度始终都在变化，有一个较大的惯性动量损失，且曲柄、连杆、曲轴和活塞这一套机构极其复杂庞大。
现在要解决的问题是：若能使活塞在一个圆形的缸筒内单向地运动下去，即可成为旋转活塞发动机。这个旋转着的活塞能够实现匀速旋转运动，没有负功环节，没有惯性动量损失，不要曲柄、连杆和曲轴。这样一种发动机定然是结构简便，体积小，重量轻，能耗低，噪音小。
设想有一对同参数相互啮合的齿轮副（同模数、齿数和压力角），当主动轮匀速转动时，从动轮必然会作反向的匀速转动。当其中一个轮固定不动时，另一个轮围绕着固定轮既自转且公转（这就是齿轮的行星传动）。这时在行星轮上有一条大于齿顶圆的直线段也跟着行星轮一起旋转，这段直线上点所走的轨迹就是一组长幅外摆线。其中固定轮的分度圆就是这组长幅外摆线的生成圆，而行星轮的分度圆就是这组长幅外摆线的滚圆。也就是说，在一般的齿轮的轮齿之外是可以重组别的齿形的，只要符合它们传动之间的一些固有相关几何关系，就能实现和满足对传动的一些要求。
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