对轧辊上各种作用力之间的关系进行的定量研究。它是计算轧制力、轧制力矩，校核轧辊强度、轧机机架刚度，研究工作辊稳定性，确定轧机型式和结构的理论依据。

简单轧制情况(见简单轧制过程)      

下辊系受力分析即在两辊直径相同、轧件作用在轧辊上的合力P的方向与两个轧辊连心线平行、作用在上下轧辊上的合力P_上和P_下大小相等方向相反时轧辊受力的分析，如图1所示。此时驱动一个轧辊所需力矩M₁，应为合力P和它对轧辊中心连线的力臂a的乘积，即

M₁=Pa

驱动两个轧辊时所需力矩为

M=2Pa

式中a=lx，l为变形区长度，x为轧制力臂系数。

根据力平衡条件，轧辊轴承上的反作用力应平行于轧件对轧辊的合力P，同时产生力矩，此力矩应等于轴承中的摩擦力矩(见附加摩擦力矩)，如图2所示，图中D为轧辊直径，ρ为轧辊轴承摩擦圆半径。在这种情况下，驱动一个轧辊所需力矩为

M1=Pa+Pρ

驱动两个轧辊时所需力矩为

M=2P(a+ρ)

具有外力作用时辊系受力分析       

即在简单轧制的基础上，在变形区入口处和出口处轧件与作用有张力或推力时，轧辊的受力分析。设前张力为Q_h，后张力为Q_H(图3)，且Q_h>Q_H 。根据力平衡条件，在上、下轧辊对称布置的情况下，若将合力P分为X和Y两个分量，则有

X=Qh+QH /2

这时，驱动两个轧辊所需力矩为

综上所述，当轧件受到外力作用时，其合力P的方向已不再同轧辊连心线平行，而是因水平分力的出现要产生一定的偏转。这种外力作用，除了施加张力或推力以外，还可能有轧机在加减速时所具有的惯性力。在轧辊辊径或圆周速度不同以及轧件上下部材质不相同等情况下，也都会改变压力P的方向。

四辊轧机辊系受力分析      四辊轧机有工作辊驱动和支承辊驱动两种不同的传动方式。在工作辊驱动的传动方式下辊系受力分析如图4所示。上工作辊作用有轧制力P，支承辊给工作辊的作用力P₀和工作辊轴承的支反力X。这3个力之间的关系可由图4中力三角形图确定。如欲使上工作辊转动，必须施加力矩M以克服3个方面的力矩，即达到

M=Pa+P₀a₀+Xρ

式中Pa为轧制力矩；P₀a₀为使支承辊转动所需力矩；Xρ为消耗在上工作辊轴承中的摩擦力矩。因为支承辊是从动的，工作辊给支承辊的合压力P₀应与支承辊轴承摩擦圆相切，以便平衡与同一圆相切的轴承反作用力。若再考虑工作辊与支承辊之间滚动摩擦，则作用力P₀的作用点尚须向转动相反方向移动一个滚动摩擦力臂m的数值(见图4)。P₀和a₀可分别按下式计算:   P₀=P/cosλ               a₀=(R+R₀)sinλ-ρ₀，式中λ为P₀与轧辊中心连线的夹角；R为工作辊半径；R₀为支承辊半径；ρ₀为支承辊轴承摩擦圆半径。