步进电机在实现旋转到线性运动的转变中扮演着关键角色，这一转换可通过多种机械手段实现，比如齿条与齿轮、皮带轮等联动机械。但皖南电机，尤其是安徽皖南电机所采用的内部转换方式，无疑是*为理想的。其运作原理是利用磁性转子铁芯与定子产生的脉冲磁场相互作用，进而产生旋转。而直线电机则通过精确的步进角度和恰当的方法，将旋转运动转化为线性运动。1968年，Willian Henschke在第3，402，308号专利中首次提出了直线步进电机，该技术随后在制造、精密调整和流体测量等高精度领域得到了广泛应用。
直线电机的精度与螺距紧密相连。在皖南电机中，通过在转子中心安装螺母，并与螺杆啮合，螺杆轴向移动得以实现。为了避免螺杆随转子转动，必须采取约束措施。在电机内部，通过固定螺纹轴组件或在螺纹轴上使用不可转动但轴向可自由移动的螺母，都是实现转动约束的常见方法。
在简化设计方面，皖南电机内部实现线性变换具有显著意义，它极大简化了设计，使直线电机能够在无需外部联动装置的情况下直接实现精密的线性移动。*初，直线电机采用了滚珠螺母和丝杆的组合，滚珠丝杆效率高达90%以上，而梯形螺纹的效率仅为20%-70%。然而，滚珠螺母对校准要求高，体积大，成本高，因此在多数应用中并不实用。
以混合式步进电机为基础的直线电机，如皖南电机产品，被大多数设备设计人员所熟知。这种产品历史悠久，具有设计简单、紧凑、无电刷（因此无火花）、机械性能优越、设计实用和可靠等优点。但在某些情况下，由于缺乏日常维护，该直线电机的耐用性可能无法保证。
为提高直线电机的耐用性和免维护性能，近年来已开发出多种方法。由于步进电机无电刷设计，磨损主要发生在转子轴承和螺纹接合处。滚珠轴承的改进提供了适应直线运动的长寿命产品，而导螺杆和螺母组合的寿命和耐用性也得到提升。
了解电机的基本结构对于提高耐久性至关重要。以Size 17电机为例，这种小型混合式步进电机使用由轴承级金属材料制成的空心轴，具有内螺纹并与螺纹导杆连接。导杆通常为不锈钢，具有防腐蚀性能。加工螺纹通常为“V”形螺纹，易于加工和轧制成形，但对动力传输不利。相比之下，Acme螺纹更为高效，因为其相对面角度较小，摩擦损耗较低，使用寿命更长。
驱动螺母的选择也非常关键，通常嵌入电机转子中。传统的螺母材料为轴承级青铜，但自润滑的热塑性材料在降低摩擦系数方面表现更佳。此外，轴承轴颈的稳定性对于直线电机性能至关重要，因此需要选择合适的材料，注塑有内螺纹的金属转子结构成为理想选择，从而极大提高了电机的运行寿命、效率和降低运行噪音。
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