当我深入探讨步进电机如何将旋转运动转换为线性运动时，我发现了几个关键的机械方法。这些方法包括齿条和齿轮传动、皮带轮传动以及其他复杂的机械联动装置。每种设计都需要各种各样的机械零件。而最有效的方式是直接在电机内部实现这一变换。

一个基本的步进电机通过磁性的铁芯转子与由定子产生的脉冲磁场相互作用来产生旋转。这一过程在直线电机中得到了完善，它通过精确控制转子的步进角度来完成这项任务。这种类型的直线步进电机最初是在1968年的一项专利中被发明出来，并且自那以后，它们已经被广泛应用于诸如制造、精密调整和流体测量等领域。

使用螺纹直线电机会受到其螺距精度影响。在这种设计中，一个螺母位于直线电机转子的中心，与之对应的是一根固定不旋转但可以沿轴向移动的螺杆。当转子旋轉時，由於螺杆不能随轉子一起轉動，它就實現了線性運動。無論是在電機内部使用固定的螺纹轴组件还是在外部安装不能旋轉但軸向可自由移動的螺母，都能实现這種設計限制。

为了简化设计并提高效率，在电机内部实现这个变换是一个有意义的事情。这一方法极大地简化了设计，使得许多应用领域可以直接使用无需额外机械联动设备。在某些情况下，这使得维护变得更容易，因为只有少数部件会磨损，比如轴承或导杆/螺母结合部分。

尽管滚珠丝杆是一种高效率方法，但滚珠锁环对校准要求很高而且体积较大，成本昂贵，因此它不是所有应用中的最佳解决方案。大多数设备工程师熟悉混合式步进电机及其优点和局限性。虽然它们具有紧凑、无刷火花、高效率和可靠性的优势，但没有日常维护的情况下它们可能无法保证耐久性。

为了克服这些限制，一些技术改进建议已经被提出，其中包括改善驱动轴承寿命和导柱/锁环组合。此外，对于Size 17型号这样的混全式步进电机会选择“V”形或Acme形加工螺纹，以及采用黄铜材料制成空心轴，这些都是考虑到性能稳定性的选项。此外，还有一种新的内置塑料锁环技术，有助于减少摩擦系数，从而提高整体性能。但是，由于温度升高导致塑料膨胀的问题，该技术目前还未广泛采纳。

总之，通过选择合适材料，如黄铜用于轴颈，以及采用先进技术，如内置塑料锁环，可以显著提高混合式直线电机构造质量，从而增加运行寿命并降低噪音问题。此类结构也减少了维护需求，为用户提供了一套更加经济、高效且可靠的解决方案。（图7）