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转子铁芯与由定子产生的脉动定子电磁场相互作用产生旋转。在直线电机中，将旋转运动转换为线性运动，精密度取决于转子的步进角度和所选方法。直线步进电机首先在1968年的第3,402,308号专利中出现，是William Henschke获得的专利后来，这种类型的直线步进电机被广泛应用于如制造、精密调准和精密流体测量等高要求领域。
使用螺纹的直线电机会根据其螺距来确定精确度。在直线电机中安装一个可以沿轴向移动但不能随着轉子的中心旋转的一根螺杆，以及一个固定在電機內部并且與轉子的軸向運動同步的一個固定於轉子上的螺母。当轉子旋轉時，由於螺杆受制約，它實現了線性運動，无论是在電機内部采用固定的螺纹轴组件还是在外部使用不能旋轉但軸向可自由移動的螺母，都能實現這種動態约束。
为了简化设计，在電機內部实现線性變換是一个有意义的事情。这一方法极大地简化了设计，使得许多应用领域能够直接使用无需额外机械联动装置的直線電機进行精確的線性移動。
尽管滚珠丝杆是一种高效率的手段，但由于滚珠滑块对校准要求很高，而且体积较大，成本较高，因此在大多数应用领域中，并不是一个实用的解决方案。大多数设备设计人员熟悉以混合式步進電機為基礎的大型設備，其产品已经有了悠久历史，与设备一样有其自身长处和局限性。该产品具有紧凑、无刷（因此无火花）、令人印象深刻的心理优势、实用性能以及可靠性，但在某些情况下，因为没有日常维护条件下它无法保证耐久性。
然而，有几种方法可以克服这一障碍，使得不需要维护就能提高耐久性的直線電機。由于步進電機無刷設計，產生磨損唯一部件是轉子的軸承以及由導條/ 螺母組成的小孔連接。在最近年份内，改善了滾珠軸承提供了一套适应于平行移动环境下的长寿命产品。此外導條/ 螺母组合也已經得到改進，以提高它们寿命和耐用时间。
为了提高耐用性能，我们需要了解該類型儀器之基本結構。一個較好的研究例证是Size 17模擬器，這屬於混全式步進伺服馬達家族中的尺寸較小型號。大多數零件所用的螺紋形式通常為加工過程中的“V”形或Acme形，這取決於所需の精度及速度。“V”形或Acme形都是加工过程中的标准选择之一，而從運作角度來看，“V”形更適合用于緊固，而Acme则更适合用于傳輸力矩。此外，“V”形與29°之間共享60°角，因此“V”形只能傳送85%力的梯形形式相同負載方向下的扭矩。如果將“V”形與29°之間共享60°角進行比較，那麼它會比梯形表明30%減少效率，即使兩者同樣具備相同扭矩大小並且負載方向相同。
此外，因為“V”的表面壓力較高而產生的額外損耗還未考慮到。在涉及傳輸力量時，“V”的表面光潔程度、“v”的公差控制及其準確度都受到嚴格監控；相反，“v”的表面光潔程度、“v”的公差控制及其準確度對于緊固則沒有這樣嚴格控制需求。而且，更重要的是驅動長桿支柱——即嵌入至整個系統中的腳座——通常採用轂蓋級青銅材料，並通過其內部進行加工，以同時考慮物理穩定性及潤滑性能。但是說這是在考慮這兩方面因素的地方，因為青銅對於物理穩定性並非特別優秀。此外，用新的工程塑料製造出來能夠降低摩擦系數引起長桿支柱與腳座之間摩擦系數降低至1.5%，見圖3顯示不同材料內環板之摩擦性能比較結果顯著，但是為何不選擇塑料做驅動長桿支柱？雖然塑料對應位置非常好，但對混合式伺服馬達中的腳座處理卻是不穩定的因為當系統運行時溫度可能升至167°F時，隨著膨脹量增加到0.004英寸，比黃铜僅膨脹0.001英寸見圖4
最後，我們討論到了如何通過選擇合適材料以獲得最佳效率，並保持千分之一英寸範圍內空隙空隙鐵芯邊緣與定位邊緣距離，以便最小化磨損並最大化生活時間。我們發現，不僅如此，它們還將噪音水平降低，並允許我們避免維護任務從而延長生命期見圖6
