当我回顾那些日子，我想起了步进电机如何从旋转变为线性运动的几个方法。这些包括齿条和齿轮传动、皮带轮传动以及其他机械联动装置。每一种设计都需要各种各样的机械零件。而实现这种转换的最有效方式，就是在电机内部完成这项任务。

基本上，步进电机是由具有磁性的转子铁芯通过与定子的脉动磁场相互作用而产生转动的。直线电机将旋转运动转化为线性运动，这种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，或称直线步进电机，首先出现在1968年的第3,402,308号专利中，是给予William Henschke的。那之后，它们被广泛应用于诸如制造、精密调准和精密流体测量等多个高要求领域。

使用螺纹直线电机的精度取决于它的螺距。在直线电机中安装一个中心螺母，并用一根螺杆与之配合，这样当要使螺杆沿着轴向移动时，就必须确保螺杆不随着转子一起旋转。这可以通过固定在外部或内部的一些特定的结构来实现，以确保轴向移动而不造成旋轉。这是一种简化设计，使得许多应用领域可以直接在没有外部机械联动装置的情况下使用直线電機进行精确的線性運動。

最初，直線電機采用了滚珠丝杆和滚珠销组合体。滚珠丝杆提高效率达90%以上，而梯形丝杠提供效率仅20%-70%。尽管滚珠丝杆是一种高效率方法，但滚珠销对校准要求很高且成本较高，因此，在大多数应用中并不是一个实用的解决方案。

然而，大多数设备设计人员对基于混合式步進電機构建的直線電機十分熟悉。这类产品已经有多年的历史，与设备一样，有其自身独特之处与局限性。由于它们设计简单、紧凑、无刷（因此无火花）、拥有令人印象深刻的机械优点、实用性以及可靠性，它们是众所周知的事物；然而，在某些情况下，由于缺乏日常维护，它们无法保证耐久性能。不过，现在有一些方法可以克服这一限制，使得直線電機具有更高耐久性能且不需维护，因为它们是无刷设计，所以磨损唯一部件就是轴承及由导管/销组成的一部分扭矩连接系统。此外，最近轴承材料改良为适应长距离运行，并且导管/销组合也表现出改善后的寿命及耐用性能。

为了提高耐用性能，我们需要了解电子元器件本身结构的一个研究例子是一个Size 17型号，即混全式步進電機家族中的较小型号之一。在通常情况下，一般会选择加工过金属材料制成空心軸，该軸内有内螺纹，然后与内键结合起来。此空心軸沿着轉子的中心安装。一般来说，其驱動軸料以防腐蚀性能佳不锈钢制成。大部分零件所采用的类型是加工口径，如#10-32，这取决於需要多少级别の精度和速度。如果採用“V”形牙面，那么加工便容易但对于力量傳輸並非理想選擇；相反Acme牙面設計更加適宜，並從使用角度看低損耗意味著磨損少與長壽命較好。而從幾何原理來看，這種現象就容易理解。“V”形牙面的對位間隔為60度，而Acme則為29度。

假設摩擦力、扭矩及牙面的夾角相同，“V”形牙面能傳送力的約85%；利用公式（1）與（2）計算效率因為使用的是“V”形，他們依賴負載方向求解60° “V” 形毛细孔比率计算出来的是29° Acme 的功率分配比值。我們還未考虑額外損耗，因為“V”的表面壓力較大。在Acme狀態下製造導管時，其表面光滑程度、高準確性的橡膠公差得到嚴格控制。“V”的狀態則主要用于緊固，用途并不強調表面的光滑程度或正確性這兩點。”