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1． 三個牙輪錐體的軸線相交于鉆頭中心時，鉆頭上的牙齒在井底作滾動運動。
2． 三個牙輪錐體的軸線不通過鉆頭中心，向鉆頭旋轉方向平移一段距離，稱為偏移值或移軸距，則牙輪在滾動過程中要同時引起滑動，這種滑動的方向是沿著牙輪與井底接觸的母線，向鉆頭中心的滑動，稱為牙輪的軸向滑動，偏移值越大軸向滑動也愈大。
3． 三個牙輪椎體的頂點超過鉆頭的中心，超出的距離為超頂距，超頂牙輪的牙齒在井底產生切向滑動，切向滑動的速度隨超頂距的增加而增大。
4． 牙輪錐體具有二個或二個以上的復錐體時，牙輪也產生切向滑動。
移軸產生的軸向滑動可以剪切破碎井底齒痕圈之間的巖石，超頂和復錐產生的切向滑動可以剪切破碎井底同一齒痕圈上相鄰破碎坑之間的巖石。
牙輪鉆頭的運動主要包括：牙齒隨牙輪繞鉆頭軸線旋轉；牙齒繞牙輪軸線旋轉；牙輪滾動引起牙輪及鉆頭產生縱向振動。
在牙輪鉆頭牙輪滾動過程中，牙齒交替地以單齒或雙齒接觸井底，使牙輪軸線在垂直井底方向上作上下的縱向振動。振動的頻率與牙輪齒數及牙輪轉速成正比。振動的振幅與牙輪的半徑成正比與齒數成反比。振動的沖擊速度與牙輪的半徑及轉速成正比，與齒數成反比。
