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。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铁芯转子与产生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改为线性运动，其精密性取决于转子的步进角度和所选方法。直线步进电机首次在1968年出现，随后被应用于制造、精密调准和精密流体测量等领域。
使用螺纹直线电机的精度取决于其螺距。在直线电机中安装一个螺母，并与之配合一根轴向可移动但不旋转的螺杆，以防止螺杆与轉子组件一起旋轉。当轉子旋轉時，通過某種方式約束螺杆，使之實現線性運動，无论是在電機內部固定於軸上的固定的螺纹組件还是在外部固定於軸上而不能旋轉但軸向可自由移動的一個無法旋轉但軸向可自由移動的導槽都是實現約束的手段。
為了簡化設計，在電機內部實現線性變換是一種有意義的事。此方法極大簡化了設計，使得在許多應用領域中可以直接使用無需安裝外部聯動裝置進行高精度線性運動。在最初的直線電機中，滾珠丝杆提高效率達90%以上，而梯形螺紋提供效率僅20%-70%。
雖然滚珠丝杆是一種高效傳力方式，但滚珠销对校准要求較高且體積較大且成本昂貴，因此在大多數應用領域中不是一個經濟合理選擇。大部分設備設計人員對混合式步進電機非常熟悉，這款產品已經有多年的歷史，它們有各自的優點和局限性。這些優點包括易於維護、緊湊、小巧、高性能、實用的設計以及良好的耐久性能。但是，在某些情況下，由於缺乏日常維護，這些特點就無法發揮作用。
然而，有幾種方法可以克服這些障礙，使得直線電機能夠保持更長時間不需要維護，由於它們沒有刷片故障，只會磨損的是轉子的軸承及其與導槽/銷組成的一個圓柱接頭近年來改進過去提供適合行走運動長壽命產品最近導槍與銷組合也見到增強耐久性能提升。
提高耐久性的第一個必要條件是了解電機結構大小17型號，是混全式步進電機家族中的小型之一通常，一個好研究例子尺寸17型號屬混全式步進家庭中的尺寸較小習慣上，直線電機使用加工出空心轴，然后安装内锁紧环并连接导锥以形成圆柱形结构空心轴沿着轴中心安装导锥材料通常为不锈钢具有很好的抗腐蚀性能，大多数零件所用的凹槽类型是加工凹槽（如#10-32）依据需求选择单头或双头此凹槽采用“V”形或者Acme类似于“V”形凹槽设计更加适用于加工但是对于力矩传递并不利Acme类似于29°
假设摩擦扭矩及凹槽角相同则“V”形凹槽能够传送约85%力量利用公式(1)及(2)可以计算出效率由于“V”形式表面的较高压力导致额外损耗未考虑该计算结果显示尽管两者均基于相同条件，但根据比值来看Acme形式仅需60°即可达到相同效果因此影响因素可能包括由于表面光滑程度影响
图3比较不同内锁紧环材料对磨损表现图4展示不同材质膨胀情况确保最佳运行寿命混合式电机必须严格控制每个组分之间间隙至几英寸级别如果换座发生，则会造成磨损设计人员希望通过选择合适材料既满足长期运行又保持稳定操作质量注塑金属内锁紧环结构正好满足这两个需求图5展示该结构极大的增加了设备运营寿命降低了噪音同时减少维护需求图6显示该结构相比标准青铜销结构拥有更长寿命无需维护
