当我回顾那些关于步进电机如何将旋转运动转换为线性运动的文章时，我注意到其中提到了几种不同的机械方法，包括齿条和齿轮传动、皮带轮传动以及其他机械联动装置。这些设计都需要各种各样的机械零件。而进行这种转变的最有效方式是直接在电机内部实现。

基本的步进电机通过磁性的转子铁芯与由定子产生的脉动定子电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，其精密程度取决于转子的步进角度和所选方法。线性步进电机，也被称为直线步进电机，从1968年的第3,402,308号专利开始就已经存在了，最初由William Henschke获得。这类直线步进电机会应用于许多高要求领域，如制造、精密调准和流体测量等。

使用螺纹的直线电机其精确度取决于其螺距。在这种设计中，将一个螺母安装在直线电机的轴中心，并用一根螺杆与此螺母配合，以便使得轴向移动时不让螺杆与内心组件一起旋转。当轴中心部位有固定而且不能旋轉但軸向可自由移動的一個線形導管時，这種機械限制就是實現線性運動的一個典型情況。

为了简化设计，在電機內部實現線性變換是一項非常有意义的事情。这種方法极大地简化了设计，使得许多应用领域可以不需要外部机械联动装置直接使用直線電機進行精確的線性移動。

最初采用滚珠丝杆结合体，但滚珠丝杆效率高达90%以上，而梯形螺纹提供效率仅20%-70%。尽管滚珠丝杆是一种高效之选，但是滚珠螺母对校准要求很高，而且体积较大，费用昂贵，因此在多数应用领域中并不是最佳选择。

绝大多数设备设计人员熟悉基于混合式步進電機設計的大多数設備，它们具有悠久历史，与设备一样，有其自身特点和局限。但它拥有简单紧凑无刷（因此无火花）以及惊人的机械优点、实用性以及可靠性的优点；然而，在某些情况下，由于缺乏日常维护条件，它无法保证耐久性能。不过，现在有一些方法可以克服这个问题，使得没有维护的情况下也能保持更高耐久性能，因为虽然它没有刷片，所以磨损唯一部分是轴承及其由导孔/销组成的小松接头。最近改良后的滑块轴承已提供适用于横向运动需求长寿命产品，同时导孔及销组合也有显著改善。

提高耐久性能首先需要了解电子机构结构的一个例子是Size 17型号，是混全式类型中的较小尺寸之一。通常，横向驱动器使用空心轴，该空心轴加工出内锁钉然后连接至锁定导管。此空心轴沿着驱动器中央安装。而导管材料通常是不锈钢具有很好的防腐蚀性能。大多数零件利用的是加工锁钉（如#10-32），这取决于所需精度或速度。一旦选择“V”形锁钉，即加工容易但对于力矩传递并不理想相比之下Acme锁钉更加合适主要原因如下：Acme锁钉设计更加有效而从使用角度看低耗损失意味着磨损少且寿命长从几何原理上易理解其中原因：“V”形锁钉两面之间60度角，而Acme只有29度假设摩擦扭矩及锁钉角相同“V”形每次约能传送85%力强

以公式(1) (2)计算效果因“V”形表面压力的额外损耗未考虑

由于Acme仅用于传送力量因此表面光滑度公差均严格控制而非用于紧固则表面光滑及正弦未受严格控制

同时驱动柱上的销甚至显得更重要该销嵌入电子机构内通常青铜制成并在内部加工出内键槽这样的综合考虑物理稳定性润滑同样说综合因为两方面都不特别出色自润滑热塑材料做成的是好料降低了高速摩擦系数图3显示不同内键槽材料摩擦系数比较结果明显但为什么不用塑料？对键槽来说塑料是个好东西却对混合式电子机构中的主轴颈不安稳工程塑料膨胀0.004英寸黄铜升至167°F后膨胀0.001英寸见图4

主要关键是在混合式电子机构结构中保持千分之几英寸间隙即铁芯外径与定子内径之间图5展示注塑金属主键结构正好符合这一需求该结构极大提升运行寿命提高效率减少噪音以常规青铜销装配置相比明显延长运行时间减少必要维护图6