1、沖擊壓碎作用

牙輪鉆頭在井底工作時(shí)，由鉆頭縱振所產(chǎn)生的，輪齒對(duì)的沖擊壓碎作用，是牙輪鉆頭破碎的主要方式。旋轉(zhuǎn)鉆頭時(shí)，牙齒以一定速度沖擊壓入，這一破碎方式與靜壓入破碎試驗(yàn)特點(diǎn)相似，牙齒壓入需要足夠的比壓與接觸時(shí)間。因此，牙輪鉆頭的牙齒作用在上的軸向載荷包括靜壓及沖擊載何兩部分。加給鉆頭的鉆壓為靜壓部分；沖擊載荷是由鉆頭在井底旋轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生縱振，使鉆頭—鉆柱系統(tǒng)不斷地壓縮與伸張，下部鉆柱把這種周期的彈性變形能傳遞給牙輪而產(chǎn)生的，這就是鉆頭破碎時(shí)牙齒沖擊壓力的來(lái)源。加大鉆頭牙齒對(duì)地層的沖擊壓力，就能提高破碎的效率。

2、滑動(dòng)剪切作用

在塑性較高的中，除了要求牙齒對(duì)井底有沖擊壓碎作用外，還要求牙齒對(duì)地層有一定的滑動(dòng)作用，使牙齒對(duì)進(jìn)行剪切，以擴(kuò)大的破碎效果，這一點(diǎn)在軟地層鉆進(jìn)時(shí)顯得很重要。使牙輪在井底滾動(dòng)時(shí)產(chǎn)生滑移的措施有超頂、復(fù)錐和移軸。

（1）超頂。超頂就是指牙輪的錐頂超過(guò)鉆頭的線(xiàn)。錐頂超過(guò)線(xiàn)的距離叫做超頂距。超頂距越大滑動(dòng)量就越大，超頂在切線(xiàn)方向上產(chǎn)生了滑動(dòng)，剪去了牙輪每個(gè)齒圈上齒與齒之間的。

（2）復(fù)錐。復(fù)錐導(dǎo)致牙輪在切線(xiàn)方向產(chǎn)生滑動(dòng)，同超頂一樣也剪去了牙輪每個(gè)齒圈上齒與齒之間的。

（3）移軸。移軸就是指牙輪軸線(xiàn)相對(duì)于鉆頭軸線(xiàn)平移了一段距離。這段距離叫做移軸距。如果移軸距越大，牙輪的滑動(dòng)量就越大，剪切作用也就越大，移軸使牙齒產(chǎn)生了軸向滑動(dòng)，剪去了牙輪上齒圈之間的。

3、牙齒本身的剪切作用

牙齒在軸向壓力（鉆壓）的作用下吃入石時(shí)，牙齒的楔形面就對(duì)與其接觸的石產(chǎn)生了一個(gè)水平剪切力，石沿剪切面發(fā)生了剪切破碎，隨著牙齒的移動(dòng)而將已破碎的石剔出，這就是牙齒本身對(duì)石的剪切作用。