导语：步进电机通过几种机械方法将旋转运动转换为线性运动，包括齿条和齿轮传动、皮带轮传动以及其他机械联动。这些设计都需要多种机械零件，而实现这一转变最有效的方法是内置于电机本身。基本的步进电机是由具有磁性的转子铁芯与定子产生的脉动定子磁场相互作用产生旋转。直线电机将旋转运动变为线性运动，其精密度取决于转子的步进角度和所选方法。

使用螺纹直线电机会根据其螺距来确定精密度。在这种结构中，将一个螺母安装在直线电机的轴心，并用一根螺杆与之配合，以实现轴向移动，同时防止螺杆与轴组件共转动。当轴中心旋转时，螺杆完成了沿着固定轴组件上的线性运动，无论是在内部或外部都是通过固定非旋轉但可自由移动方向上的滚珠或普通圆形键销实现约束。

为了简化设计，在内部实现线性变化是一个有意义的事业，这极大地简化了设计，使得许多应用领域可以直接使用没有外部联锁装置的直线電機进行精确的線性移動。

最初，直線電機采用滚珠丝杆和滚珠丝帽结合体，其中滚珠丝杆提高效率至90%以上，但梯形丝帽提供效率仅20%-70%。尽管滚珠丝杆是一种高效方式，但它对校准要求很高且体积较大成本昂贵，因此在大多数应用中并不是一个实用的解决方案。

绝大部分设备设计人员熟悉基于混合式步进電機制备而成的一系列产品，它们有着悠久历史、自身优缺点、简单紧凑无刷（因此无火花）、惊人的机械优点、实用性及可靠性能。不过，在某些情况下，由于未能得到日常维护，它们不能保证耐久性能。此外，由於無刷設計產生的磨損唯一部件為轉子的軸承與導軸/螺母組成的螺紋聯接。而最近改進過後，帶有長壽命產品的是滾珠軸承，以及導軸與螺母組合也已經見證了改善。

提高耐久性能首先需要了解電機基本結構。一個較好的研究例子是Size 17型號，這屬於混全式步進電機家庭中尺寸較小的一種。通常來說，一個空心軸以青銅材料加工出，並在其中加工內緣凹槽，然后連接到一個不锈钢導條。大多數零件使用加工彎曲類型（如#10-32）的單頭或多頭形式，這取決於所需精度和速度。此處選擇“V”形彎曲因為易於加工並能夠通過矩陣製造形成。但雖然對加工適宜，但對動力傳輸則是不利。而Acme 彎曲更為合適，因為：

Acme 彎曲設計更加高效。

使用角度從60°降至29°。

“V” 彎曲傳送力的85%約等同Acme 彎曲。

螺纹表面光滑程度、高壓力會增加額外損耗；而Acme 彎卷則獲得更嚴格控制。

由于“V” 彎卷主要用于緊固，而Acme则用于驱動，因此“V”的表面光滑度并不受严格控制。

此外，对于驱动导管扭柄来说，更重要的是该扭柄通常嵌入到电子马达内核中的位置。在这个位置上，我们会发现一种被称为自润滑热塑料材料。这就是为什么我们选择新的工程塑料使得把导管扭柄放在一起进行工作变得可能，因为它能够减少摩擦系数。这一点就像图三展示不同内径穿孔马达材质摩擦性能比较一样明显，但是为什么我们不会选择塑料作为驱动扭柄呢？答案是因为对于混合式马达中的端盖来说工程塑料太过不稳定。在运行期间温度可能升至167°F，当温度达到如此水平时塑料膨胀量达到0.004英寸，而黄铜只膨胀0.001英寸，如图四所示。

此处讨论到的另一个关键部分便是那些位于混合式马达结构核心中的轧辊端盖空间，这个空间必须保持极其精确以获得最佳效果。如果边缘差异超过几千分之一英寸，则可能导致两者之间发生磨损。不幸的是，如果边缘不匹配，那么它们就会相互磨损。这正如图五所显示，用注射金属带内径穿孔结构作为理想解决方案已经证明这一点，该结构极大的提升了马达运行寿命并降低了噪音级别，从而使其成为不需要维护设备的一个理想选择。（见图六）