С целью установления многофакторной эмпирической модели энергии зубцовых колебаний $\sigma_{Eзуб}$ шарошечного долота из стали был использован метод рационального планирования экспериментов. Согласно этому методу комбинация переменных факторов, к которым относятся осевая статическая нагрузка $F_{ст}$, частота вращения долота $n$, жёсткость $C$ и коэффициент демпфирования $\beta$ бурильного инструмента встречается только один раз. Общую многомерную функцию представлено произведением отдельных зависимостей от переменных факторов — $\sigma_{Eзуб}$ = $B_{ср}f(n)f(F_{ст})f(\beta)f(C)$, где $B_{ср}$ — среднее значение числового коэффициента для множества всех опытов. Постоянными факторами во время проведения планируемого эксперимента были тип и диаметр тришарошечного долота и расход промывочной жидкости (воды). Планируемый факторный эксперимент был проведён в блоках песчаника городыщенской свиты, составленных из двух пропластов твёрдостью по штампу 1440 МПа и 2050 МПа. По результатам эксперимента построены уравнения многофакторной эмпирической модели энергии зубцовых колебаний стального тришарошечного долота для пропластков твёрдостью 1440 МПа и 2050 МПа соответственно.