步进电机可以通过多种机械方式从旋转运动转换为直线运动，包括齿条和小齿轮传动、皮带和滑轮传动以及其他机械耦合机构。所有这些设计都需要各种各样的机械部件。完成这种转换最有效的方法是在电机本身。

基本步进电机由磁转子磁芯旋转，磁转子磁芯与定子产生的脉动磁场相互作用。直线丝杆电机将旋转运动转化为直线运动，这种转化的精度取决于转子的步进角和选择的方法。线性步进电机，或直线丝杆电机，该技术出现在1968年专利号为3,402,308，并颁发给威廉·亨施克。从那时起，直线丝杆电机在许多要求很高的领域得到了应用。它包括许多要求高的领域，包括制造应用，精密对准和精密流体测量。

螺纹直线丝杠电机的精度取决于它的螺距。所述直线丝杆电机的转子圆心装有螺母，所述螺母与螺杆啮合。为了使螺杆轴向运动，必须采用某种方法防止螺杆与转子总成一起旋转。由于螺杆旋转的限制，螺杆在转子旋转时实现直线运动。无论是使用电机内部的固定螺纹轴组件，还是外部螺纹轴上的非旋转但轴向自由移动的螺母，都是实现旋转约束的典型方法。

为了简化设计，在电机内部实现线性变换是有意义的。这种方法大大简化了设计，使得在许多应用中可以使用直线丝杆电机进行精确的直线运动，而不需要外部机械连接。

最初的直线丝杆电机采用滚珠螺母和螺钉的组合。滚珠丝杠电机的效率可达90%以上，梯形螺纹的效率仅为20% - 70%，具体取决于螺纹条件。

滚珠丝杠电机是将旋转运动转化为直线运动的一种有效方法，但滚珠丝杠螺母标定困难、体积大、价格昂贵。因此，在大多数应用中，滚珠丝杠电机并不是一个实用的解决方案。

大多数设备设计人员都熟悉基于直线丝杆电机的混合式步进电机。该产品历史悠久，和其他设备一样，它有自己的优势和局限性。该设计简单、紧凑、无刷(因而无火花)、惊人的机械优势、实用的设计和可靠性都是其固有的优势，但在某些情况下，这种直线丝杆电机不能使用，有些设备没有日常维护就不能保证耐用。

然而，有几种方法可以克服这些障碍，使直线丝杆电机具有很高的耐久性和无需维护，由于步进电机的无刷设计，能产生磨损的部件转子轴承和丝杠/螺母。由此产生的螺纹接头。多年来滚珠轴承的改进提供了适合直线运动的长寿命类型。近年来，丝杠与螺母组合的使用寿命和耐用性得到了提高。

改善耐久性

首先你必须看看电机的基本设计。研究的一个很好的例子是尺寸17的电机，它在混合式步进电机家族中尺寸较小。传统上，直线丝杆电机使用由轴承级金属材料(如青铜)加工而成的空心轴，该材料有一个内螺纹，然后连接到螺纹导轨。空心轴沿转子轴安装。导向材料一般为不锈钢，具有一定的耐腐蚀性。在大多数零件中使用的螺纹类型是机械加工的(例如#10-32)，它有一个或多个磁头，这取决于电机所需的分辨率和速度。