当步进电机从旋转运动转变为线性运动时，可以通过几种机械方法实现，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而产生旋转。直线电机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。直线步进电机首先在1968年的第3,402,308号专利中出现，是给予William Henschke的。

使用螺纹直线电机的精密度取决于其螺距。在直线电机中，将一个螺母安装在轴心，并用一根螺杆与此螺母配合，以便使螺杆沿轴向移动，同时防止它随着轴向移动而一起旋转。当轴体旋轉时，通过某种方式约束该螺杆以实现其沿着轴向的准确移动，这可以通过固定在外部或内部不允许旋轉但可自由沿軸向移動的蝕輪來實現。此外，在電機內部實現線性變換是一種有意義且能夠簡化設計並且無需額外聯動裝置即可直接應用於多個高要求領域中的精確線性運動。

最初，直線電機采用滚珠丝杆和丝杆结合体，但滚珠丝杆效率仅有20%-70%，而滚珠丝杆对校准要求较高且成本昂贵，因此这并不是大多数应用领域中最实用的解决方案。大多数设备设计人员熟悉基于混合式步進電機（MSTP）的直線電機，该产品已有多年历史，与设备一样具备自身优势和局限性。

为了克服维护需求并提高耐久性，一些改进措施被采纳，其中包括使用长寿命产品，如近期改善了滚珠轴承，以及导柱/锁紧器组合也得到了改善。了解基础结构对于提高耐久性能至关重要，比如Size 17型号，它属于混全式步進電機家庭中尺寸较小的一类。这通常涉及空心轴带内孔，并配备非锈钢材料制成的人工导柱，这些零件通常采用加工螺纹（如#10-32），根据所需精度和速度选择单头或多头形式。

Acme 螺纹比 V 形螺纹更适用于力矩传递，因为它们提供低损耗并减少磨损，而“V”形螺纹表面的高压力导致额外损耗。此外，Acme 螺纹表面光滑度、公差控制以及相关性能得到严格保证，而“V”形主要用于紧固，不受同样严格控制。这意味着 Acme 螺紋能够更有效地传递力矩，使得驱动系统更加稳定，从而降低了总体磨损水平。

最后，由于工程塑料对温度变化敏感，不适合作为混合式直线电机中的驱动锁紧器材料，而青铜则因其物理稳定性和润滑性能之优异成为理想选择。不过，对于提升效率、减少噪音并延长运行时间来说，有内壳金属结构正好满足这些需求。（图5）

这种结构极大地提高了电子机构运行寿命与效率，并显著降低了运行噪音。此举不仅增强了电子机构整体功能，而且无需频繁维护。（图6）