Если бы колеса были жесткими, то достаточно было минимальной разницы их радиусов, чтобы при прямолинейном движении автомобиля угловые скорости колес были различными. В связи с упругостью шин положение изменяется. Так как через колесо с большим свободным радиусом качения в силу свойств самоблокирующегося дифференциала передается большая часть момента, подведенного к коробке дифференциала, то радиус качения отстающего колеса уменьшается в большей степени, чем радиус качения забегающего колеса.

В том случае, когда касательная реакция на одном из колес достигнет значения, максимально возможного по сцеплению колеса с дорогой, дифференциал, независимо от характера движения (поворот, прямолинейное движение), блокируется, и оба колеса вращаются с одинаковой угловой скоростью. Суммарная касательная реакция при этом получается такой же, как и без дифференциала.

Для обеспечения надежного заклинивания роликов канавками коробки дифференциала профиль их должен быть подобран так, чтобы общая касательная ролика с поверхностью канавки составляла с общей касательной ролика и диска или угол, меньший угла трения. Обычно угол, исходя из указанных условий, выбирают равным 6 – 8°.

При таком значении угла нормальная сила, действующая между рабочими поверхностями деталей дифференциала, приблизительно в 10 раз больше окружной силы, действующей на эти детали. Наличие больших сил при малых радиусах кривизны роликов вызывает чрезвычайно большие удельные давления. Для уменьшения их применяют муфты с большим числом роликов.

Однако достаточно равномерное распределение усилий между роликами возможно лишь при весьма высокой точности изготовления деталей дифференциала. Вследствие этого стоимость изготовления дифференциалов с муфтами свободного хода роликового типа значительно выше стоимости изготовления симметричных дифференциалов.