直線電機把旋轉運動轉變為線性運動，完成這個轉變的精密性取決于轉子的步進角度和所選方法。直線電機的轉子中心裝置一個螺母，相應地一個螺桿與此螺母嚙合，為使螺桿軸向移動，必需用某種方法來防止螺桿與轉子組件一同轉動。由于螺桿轉動受到制約，當轉子旋轉時，螺桿實現了線性運動。無論是電機內部用固定螺紋軸組件還是外部的螺紋軸上使用不能旋轉但軸向可自由移動的螺母，都是實現轉動約束的典型方法。為簡化設計，電機內部實現線性變換是有意義的該方法極大地簡化了設計，使得在許多應用領域中能夠在不安裝外部機械聯動裝置的情況下直接使用直線電機進行精密的線性移動。

最初的直線電機采用了一個滾珠螺母和絲桿的結合體。滾珠絲桿提供了90%以上的效率，而根據螺紋條件，梯形螺紋提供的效率僅有20%70%盡管滾珠絲桿對轉換旋轉運動為線性運動是一個高效的方法，但是滾珠螺母很難校準，而且體積龐大，費用高貴。因此，大多數應用領域中，滾珠絲桿并非是一個實際的解決方法。

大多數設備設計人員對以直線電機為基礎的混合式步進電機是熟悉的該產品有多年的歷史了與其它設備一樣它有其自己的優點和局限性。設計簡便、緊湊、無電刷(因此無火花)驚人的機械優點、設計的實用性以及可靠性是與生俱來的優點，然而在某些情況下，此直線電機不能用于某些設備，因為在沒有日常維護的條件下它不能保證耐久的然而，有幾種方法克服了這樣的障礙，使直線電機具有高的耐久性且不用維護，由于步進電機的無電刷設計，發生磨損的唯一部件是轉子軸承以及由導向螺桿/螺母組成的螺紋接合。

直線電機使用由一軸承級金屬材料(如青銅)加工成的一個空心軸，該空心軸具有內螺紋然后與螺紋導桿連接。該空心軸沿轉子軸線裝置。導桿資料通常為不銹鋼，具有某種防腐蝕性能。大多數零件所用螺紋的型式是加工螺紋(如#10-32此螺紋有單頭或多頭，這取決于電機所需的分辨率和速度。

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