当我回顾步进电机从旋转运动转变为线性运动的过程时，我意识到这一转变可以通过几种机械方法实现，包括齿条和齿轮传动、皮带轮传动以及其他机械联动装置。所有这些设计都需要各种复杂的机械零件。而最有效地完成这种转变的方式是将其内置于电机内部。

基本上，步进电机通过磁性的铁芯与定子产生的脉动磁场相互作用来产生旋转。直线电机则将旋转运动转换为线性运动，其精度取决于步进角度和所采用的方法。直线步进电机，即直线驱动器首次出现是在1968年的专利中，被授予了William Henschke。这之后，它们被广泛应用于如制造、精密调校和精密流体测量等多个高要求领域。

在螺纹直线电机中，精度取决于其螺距。在一个安装在中心位置的螺母上使用一根固定轴向移动的螺杆，并且为了防止螺杆与组件一起旋转，我们必须采取某种措施。由于螺杆受到限制，当它随着导轴一起旋转时，它实现了沿着轴向的线性运动，无论是在内置或外部使用固定轴组件还是在无法旋轉但可自由沿轴向移动的一颗非自锁式圆形头紧固成分，都能实现这个目的。

简化设计并在内部实现这项技术对于提高效率至关重要。这使得许多应用领域能够直接使用无需外部联接装置，这极大地简化了设备操作。此外，在不同情况下，滚珠丝杆虽然是一种高效方式，但滚珠紧固成分对校准要求较高，而且成本较高，因此并不是所有应用中实用的解决方案。

尽管有这些挑战，大多数工程师对混合式步进电机熟悉，该产品已有多年历史，与设备一样具有自身独特之处。它们设计简单、紧凑、高效，不含刷片（因此没有火花），还有令人印象深刻的人类优点、实用性以及可靠性。但是在某些条件下，由于缺乏日常维护，它们可能无法满足需求。不过，有几个方法可以克服这一障碍，使它们更加耐久而不需要维护，因为步进电机会产生磨损唯一部分是带有导轨环/销子的传送机构及由导管/销子构成的滑移连接。

要提高耐久性，我们需要了解基本结构的一个好研究例子是Size 17型号，它属于混全式家庭中的小型尺寸。在混合式直线驱动器中，一般会使用由金属材料加工制成空心轴，其中包含内槽，然后与一个连接到空心轴上的不锈钢导管相连。空心軸通常沿着整体方向安装，而导管材料通常为不锈钢，这提供了一定的抗腐蚀性能。大部分零件采用加工类型（如#10-32）的“V”形或者Acme形式，这取决于所需精度和速度，以及用于传输力的合适选择。

Acme类型更受欢迎，因为它具有比“V”形更低的摩擦力。“V”形表面的相邻面之间夹角为60°而Acme仅29°，根据公式（1）和（2）计算出总效率后，可以看到“V”形只能达到85%。“V”形还会因为表面的压力而增加额外损耗，而Acme则因其表面光洁度、间距精确度及公差严格控制而成为最佳选择，以确保良好的性能。此外，“V”形主要用于紧固功能，所以并不像Acme那样注重平滑运行或稳定性。

最后，对驱动介质来说，更好的材料选项之一是热塑性的自润滑材料，这样可以降低摩擦系数，如图3所示。不幸的是，在混合式电子设备中的工作温度可能导致塑料膨胀，而黄铜只膨胀很少，如图4所示，从而影响了系统稳定性。在保持千分之几英寸之间空间裕量的情况下，同时保证最佳性能，此问题变得尤为重要。此外，将注塑有内螺纹金属结构作为理想解决方案也显著提升了寿命并减少噪音，如图5所示。此结构进一步证明了它对改善运行寿命和效率至关重要，并且减少噪音水平，如图6显示。