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，包括齿条和齿轮传动、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年的第3,402,308号专利上，是给予William Henschke的。

使用螺纹直线电机的精密度取决于它的螺距。在直线电机中安装一个螺母，并用一根螺杆与之配合，以便在轴向移动时防止螺杆与转子组件一起旋轉。这使得当轴心固定时，仅有轴向移动能够实现，而不伴随着任何径向或环形运动。此外，在设计中，将这个过程简化至在内置于 电机内部实现，这对于许多应用来说是一个重要考虑因素，因为这可以减少外部机械装置，使得系统更加紧凑且可靠。

最初的一些直线驱动器采用了滚珠丝杆和滚珠弹簧结合体来提供高效率，但这种设计对校准要求很高且成本较高，因此并不常见。大多数设备设计人员熟悉基于混合式步进驱动器的小型化、高效、无刷（因此无火花）、具有令人印象深刻的机械优点、实用性以及可靠性的产品。但是，由于没有日常维护，它们不能保证耐久性。在某些情况下，即使有适当维护，这些设备也可能无法满足特定的性能要求。

为了提高耐久性，我们需要了解其基本结构。一种研究例子是Size 17驱动器，它属于混全式步进驱动器家族中的小型尺寸模型。在大多数情况下，用于制造空心轴以保持中心位置并允许沿着轴心自由滑移的是青铜材料，该材料具有一定的抗腐蚀性能。大部分零件通常采用加工类型（如#10-32）的“V”形或Acme形状螺纹，这取决于所需精度和速度。

虽然“V”形螺纹容易加工但对功率传输不利，而Acme形式则更合适，因为它们具有更低损耗，更少磨损，并因此拥有更长寿命。此外，“V”形螺纹之间相邻面之间形成60°角，而Acme形式仅为29°。尽管如此，对比计算表明，当负载方向相同、“V”形及Acme形式使用相同扭矩及同样摩擦系数时，“V”形仅能传递约85%力量，表明其效率比29°要低。

然而，最关键的是选择正确材料以确保最佳性能。如果我们考虑到温度可能会达到167°F，那么工程塑料膨胀量可能达到0.004英寸，而黄铜只有0.001英寸，从而影响了金属散热能力及其稳定性，以及避免过度磨损的问题。当图5显示注塑成型内嵌圆孔金属成品铁芯结构利用该技术，就显得非常理想。此技术极大提升了运行寿命，同时降低了噪音，并消除了维护需求，如图6所示。这意味着即使没有日常维护，也能保证长期稳定的运行时间。