磨机的筒体转速假设增加到某一数值，使外层研磨体升举到大高度，只作同周运动而不会下落(即脱离角α＝0)，此时，外层研磨体开始贴附磨机简体内壁做圆周运动而不脱离，这一瞬时的磨机转速称为磨机的临界转速，用no表示。
    根据磨机内钢球运动的基本方程式：
                                          
    当研磨体升举到大高度，即α＝0时，cosα＝1，这就是外层研磨体贴随磨机简体内壁转动的条件，即得：

式中  no——磨机的理论临界转速(r/min)；
      D——磨机简体的有效内径(m)。
    在推导上述公式时，假设研磨体与磨体之间是没有滑动的，也忽视了物料对研磨体的摩擦阻力影响，即认为研磨体在磨内随磨体壁一起旋转，球的圆周速度等于磨体内壁的同周速度。实际上这种假设与实际情况不符。因此，磨机的实际临界转速比理论计算的临界转速要高。比较一致的观点认为，磨机的实际临界转速可按下式计算：
                                  
有人把这种实际临界转速称为“超临界转速”。