1、沖擊壓碎作用
牙輪鉆頭在井底工作時，由鉆頭縱振所產生的，輪齒對的沖擊壓碎作用，是牙輪鉆頭破碎的主要方式。旋轉鉆頭時，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特點相似，牙齒壓入需要足夠的比壓與接觸時間。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時產生縱振，使鉆頭—鉆柱系統不斷地壓縮與伸張，下部鉆柱把這種周期的彈性變形能傳遞給牙輪而產生的，這就是鉆頭破碎時牙齒沖擊壓力的來源。加大鉆頭牙齒對地層的沖擊壓力，就能提高破碎的效率。
2、滑動剪切作用
在塑性較高的中，除了要求牙齒對井底有沖擊壓碎作用外，還要求牙齒對地層有一定的滑動作用，使牙齒對進行剪切，以擴大的破碎效果，這一點在軟地層鉆進時顯得很重要。使牙輪在井底滾動時產生滑移的措施有超頂、復錐和移軸。
（1）超頂。超頂就是指牙輪的錐頂超過鉆頭的線。錐頂超過線的距離叫做超頂距。超頂距越大滑動量就越大，超頂在切線方向上產生了滑動，剪去了牙輪每個齒圈上齒與齒之間的。
（2）復錐。復錐導致牙輪在切線方向產生滑動，同超頂一樣也剪去了牙輪每個齒圈上齒與齒之間的。
（3）移軸。移軸就是指牙輪軸線相對于鉆頭軸線平移了一段距離。這段距離叫做移軸距。如果移軸距越大，牙輪的滑動量就越大，剪切作用也就越大，移軸使牙齒產生了軸向滑動，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，牙齒的楔形面就對與其接觸的石產生了一個水平剪切力，石沿剪切面發生了剪切破碎，隨著牙齒的移動而將已破碎的石剔出，這就是牙齒本身對石的剪切作用。
