1、冲击压碎作用
牙轮钻头在井底工作时，由钻头纵振所产生的，轮齿对的冲击压碎作用，是牙轮钻头破碎的主要方式。旋转钻头时，牙齿以一定速度冲击压入，这一破碎方式与静压入破碎试验特点相似，牙齿压入需要足够的比压与接触时间。因此，牙轮钻头的牙齿作用在上的轴向载荷包括静压及冲击载何两部分。加给钻头的钻压为静压部分；冲击载荷是由钻头在井底旋转时产生纵振，使钻头—钻柱系统不断地压缩与伸张，下部钻柱把这种周期的弹性变形能传递给牙轮而产生的，这就是钻头破碎时牙齿冲击压力的来源。加大钻头牙齿对地层的冲击压力，就能提高破碎的效率。
2、滑动剪切作用
在塑性较高的中，除了要求牙齿对井底有冲击压碎作用外，还要求牙齿对地层有一定的滑动作用，使牙齿对进行剪切，以扩大的破碎效果，这一点在软地层钻进时显得很重要。使牙轮在井底滚动时产生滑移的措施有超顶、复锥和移轴。
（1）超顶。超顶就是指牙轮的锥顶超过钻头的线。锥顶超过线的距离叫做超顶距。超顶距越大滑动量就越大，超顶在切线方向上产生了滑动，剪去了牙轮每个齿圈上齿与齿之间的。
（2）复锥。复锥导致牙轮在切线方向产生滑动，同超顶一样也剪去了牙轮每个齿圈上齿与齿之间的。
（3）移轴。移轴就是指牙轮轴线相对于钻头轴线平移了一段距离。这段距离叫做移轴距。如果移轴距越大，牙轮的滑动量就越大，剪切作用也就越大，移轴使牙齿产生了轴向滑动，剪去了牙轮上齿圈之间的。
3、牙齿本身的剪切作用
牙齿在轴向压力（钻压）的作用下吃入石时，牙齿的楔形面就对与其接触的石产生了一个水平剪切力，石沿剪切面发生了剪切破碎，随着牙齿的移动而将已破碎的石剔出，这就是牙齿本身对石的剪切作用。