。步进电机由旋转运动变为线性运动可用几种机械方法完成，包括齿条和齿轮传动、皮带轮传动以及其他机械联动机械。所有这些设计都需要各种机械零件。而完成这种转变的最有效方法是在电机自身内部实现。

基本的步进电机会通过磁性的转子铁芯与定子产生的脉动定子电磁场相互作用而产生转动。直线电机把旋转运动变为线性运动，其精密性取决于转子的步进角度和所选方法。线性步进电机会或者称为直线步进电机会首先出现在1968年的第3,402,308号专利上，是颁发给William Henschke的。

使用螺纹的直线电机的精密度，取决于它的螺距。在直线電機轉子的中心安装一個螺母，相應地采用一根螺杆與此螺母啮合，为使螺杆轴向移动，必须用某种方法来防止螺杆与轉子组件一同轉動。由于螺杆轉動受到制約，当轉子旋轉時，螺杆實現了線性運動。

为了简化设计，在電機内部实现線性變換是有意义的。这種方法极大的简化了設計，使得在许多应用领域中能够在不安装外部机械联动装置的情况下直接使用直線電機进行精密の線性移動。

尽管对于转换旋转运动为线性运动而言滚珠丝杆是一种高效的方法，但是滚珠螺母对校准要求很高，而且体积较大，费用昂贵。在大多数应用领域中，滚珠丝杆并非是一个较实用的解决方案。大多数设备设计人员对以混合式步進電機為基礎的小型化、高效能且无需维护的大型工业设备十分熟悉，该产品已有多年历史，与设备一样有其自身的一些长处和局限性。

目前，有几种方法可以克服这样的障碍，使直線電機具有更高耐久且不需维护。在提高耐久性的过程中，我们首先需要了解電機基础结构。一款习惯上用于混全式步進電機家庭中的尺寸较小Size 17 电机，它属于一种典型示例之一。此类产品通常使用由轴承级金属材料（如青铜）加工成空心轴，该空心轴具有内径然后与插入其中的一个不锈钢导桿连接，以确保导桿沿着正确定位安装，并保持其位置稳定。此外，大部分零件所用的“V”形或Acme 螺纹类型，这取决于所需精度和速度，以及是否考虑到实际运作条件下的磨损问题。

Acme 螺纹比“V”形更加适合，因为它们提供更好的力传递能力。当考虑到不同类型时，“V”形只有85% 的力传递能力，而Acme 螺纹则达到100%。（1） 和（2） 中给出了具体计算公式来求解这两者的性能差异，以及如何根据负载方向计算他们之间关系。此外，由于“V”形表面的压力导致额外损耗的问题也被考虑到了，但未予以详细说明。

虽然驱动的是嵌入在固定位置中的黄铜或工程塑料制成的小孔内凸起形式，但这个选择可能会影响整体性能。当温度升至167°F 时，如图4 所示，对黄铜膨胀量仅0.001英寸，而对工程塑料来说则达到0.004英寸，从而影响整体性能稳定性的一个重要因素。不过，如果将该技术结合到生产流程之中，可以通过减少摩擦系数、增加热固点等方式进一步优化这一过程，以提升整体运行效率并降低噪音水平，同时增强其耐用程度，不必频繁进行维护工作。（图5）

最后，要想获得最佳结果，就必须确保所有关键部件都经过严格测试，并且符合行业标准，同时还要不断改进制造工艺，以满足日益增长需求对质量、安全和成本控制方面提出的挑战。（图6）

总结起来，无论是从理论还是实践角度看，都可以看到混合式直線電機及其配套技術已经成为现代工业自动化系统不可或缺的一部分，其发展趋势将继续推广各个行业中智能制造技术，让人们认识到：虽然复杂但不是难学，只要持之以恒就能掌握这门技能。而我们正处于一个快速变化时代，对新知识、新技术保持开放的心态，将会让我们在竞争激烈的人口红海里脱颖而出。