Формула теплового баланса для червячной передачи имеет вид:

,

где  – мощность на червяке, Вт;  – общий КПД червячной передачи (с учетом потерь в опорах и на перемешивание масла);  – коэффициент теплопередачи, Вт/(м²·°С); t – конечная температура нагрева масла в редукторе, °С;  – температура окружающей среды, обычно принимаемая равной 20 °С;  – поверхность охлаждения корпуса редуктора, м²;  – коэффициент, учитывающий отвод тепла в фундаментную раму или плиту.

Общий КПД червячной передачи с учетом потерь мощности в опорах и на перемешивание масла определяется по формуле:

.

При естественном охлаждении коэффициент теплопередачи  Вт/(м²·°С) – большие значения принимают при благоприятных условиях циркуляции воздуха. В типажных редукторах  Вт/(м²·°С).

При искусственном обдуве вентилятором, закрепленном на вале-червяке и вращающемся с частотой , коэффициент  определяется по формуле:

.

При водяном охлаждении от змеевика .

Поверхность охлаждения корпуса редуктора определяется по формуле

,

где  – поверхность корпуса редуктора без ребер;  – расчетная поверхность ребер (меньшие значения при  мм).

Температура нагрева масла в редукторе определяется по формуле:

,

где  – предельно допустимая температура нагрева масла; °С – при верхнем расположении червяка; °С – при нижнем расположении червяка (нижнее расположение червяка принимается при окружных скоростях  м/с во избежание значительных потерь на перемешивание масла).