Работа зубчатой муфты основана на скольжении сопряжённых профилей зубьев. При идеальной соосности валов крутящий момент передаётся через боковые рабочие поверхности зубьев полумуфт и обоймы практически без их относительного перемещения. Однако, при возникновении несоосности, зубья начинают смещаться друг относительно друга.

Компенсация радиального (параллельного) смещения: При смещении осей валов параллельно друг другу геометрические оси полумуфт и обоймы перестают совпадать. Это приводит к тому, что в каждом сечении по окружности зазоры между зубьями с одной стороны уменьшаются, а с другой — увеличиваются. В процессе вращения каждый зуб полумуфты «перекатывается» по зубу обоймы, совершая сложное движение, сочетающее качение со скольжением. Бочкообразная форма зубьев позволяет этому контакту происходить без заклинивания. Именно наличие смазки в этом узле трения скольжения является обязательным условием.

Компенсация углового смещения: Если оси валов перекошены (сходятся под углом), зубья также получают возможность проворачиваться относительно друг друга благодаря зазорам и скруглённому профилю. Контакт происходит не по всей длине зуба, а в ограниченной зоне, которая смещается при вращении.

Компенсация осевого смещения: Осевое перемещение валов друг относительно друга также возможно за счёт осевых зазоров в зубчатом зацеплении. Зубья полумуфт могут перемещаться вдоль зубьев обоймы.

Важно понимать, что эти смещения не происходят изолированно, а обычно присутствуют в комбинации. Современные зубчатые муфты рассчитаны на работу при определённых допустимых значениях всех трёх видов несоосности, которые указываются в технических каталогах. Превышение этих значений ведёт к резкому росту давления на зубья, перегреву смазки, задирам и быстрому выходу муфты из строя.