当步进电机从旋转运动转变为线性运动时，可以通过多种机械方法实现，如齿条和齿轮传动、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机械零件。而将这种转变最有效地完成的方法是在电机内部进行。基本的步进电机是由具有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产生旋转。在直线电机中，将旋转运动转换为线性运动，精密度取决于转子的步进角度和所选方法。直线步进电机首先出现在1968年的专利上，被用于包括制造、高精度调准和高精度流体测量在内的多个高要求领域。

使用螺纹直线电机的精密度取决于其螺距。在直线电机中安装一个中心螺母，并采用一根轴向可移动但不能随着轴向一起旋轉的螺杆，以防止螺杆与组件同时旋轉。当轴向移动时，螺杆实现了线性运动，无论是在内置固定型或外部类型不可以旋轉但軸向自由移動的螺母上，都能实现该约束。

简化设计并在内部实现线性变换对于许多应用领域来说是一个重要考虑因素。这使得在没有外部机械联动装置的情况下直接使用直线电机进行精密平移成为可能。最初，滚珠丝杆结合滚珠滑块被用作一种高效方式，但滚珠滑块对校准要求很高且体积较大，因此并不适合大多数应用领域。

混合式步进电机会有长期历史，与设备一样，有其自身优势和局限性。它们以紧凑设计、无刷特点、良好的机械性能、实用性以及可靠性而著称，但也存在无法保证耐久性的情况。此问题可以通过改善材料选择来克服，使得导索轴承寿命更长，而最近导索与定位器组合部分也有所提高。

为了提高耐久力，我们需要了解基础结构。一种研究例子是Size 17 电机，它属于混全式步进家族中的小型尺寸模型。在这个模型中，一般会使用青铜制成空心轴，该空心轴具有内斜面并连接到导索上，然后沿着轴心安装。此类驱动机构通常采用不锈钢材料，其防腐蚀性能优越。大多数零件采用的加工形式是“V”形或者Acme形，这取决于所需精确程度及速度。“V”形加工较易，但对于功率传输不佳；Acme形则更加有效，从磨损少及耐用年限长方面看显著好过“V”形。

假设摩擦力、扭矩及两者的角度相同，“V”形能够传送比Acme低85%力的力量。计算公式（1）&（2）可以求出效率，因为这里使用的是“V”形，所以依据负载方向来决定。如果60°"V"几何效率除以29° Acme几何效率，则能算出比值。这里的计算还未考虑由于“V”的表面压力导致额外损耗的问题。

此外，还有驱动那根导索的一端，即嵌入至转子的固定部分，这通常是一种经过加工处理后的青铜材质，以综合考虑物理稳定性及润滑性能。不过说它综合考虑，是因为这两方面并不特别突出。而且，在图3展示不同内部锁紧位置材料对磨损性能影响的一个比较结果显示了这一点。但为什么不是塑料？虽然塑料对于这项工作效果更佳，但是工程塑料却对温度敏感，对混合式设备温度升至167°F后膨胀量达0.004英寸，而黄铜仅膨胀0.001英寸（见图4）。

因此，选择正确材料以达到最佳效果成为关键，其中包括保持千分之几英寸之间差距，同时必须保持千分之几英寸之间差距之间间隙接近极致，如果调整不当则会导致磨擦发生。（见图5）

这种结构极大地提升了运行寿命与效率，同时降低噪音水平，更重要的是，不再需要维护。（见图6）