很多設(shè)備設(shè)計(jì)人員對混合式步進(jìn)電機(jī)為基礎(chǔ)的直線電機(jī)十分熟悉，該產(chǎn)品由極高的耐久性和免維護(hù)性，十分適合在需要精密的線性傳動(dòng)設(shè)計(jì)領(lǐng)域使用。
隨著設(shè)備小型化，模組化設(shè)計(jì)的潮流，近年來直線電機(jī)的使用在逐步擴(kuò)大，在越來越多的領(lǐng)域都看到了它的身影，包括醫(yī)療儀器，實(shí)驗(yàn)室儀器，通信，半導(dǎo)體，成像設(shè)備，閥門控制，印刷設(shè)備，XYZ平臺，舞臺燈光等領(lǐng)域。
要使得步進(jìn)電機(jī)由旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)榫€性運(yùn)動(dòng)，簡單的設(shè)計(jì)就是將絲桿螺母整合到步進(jìn)電機(jī)上，將整個(gè)線性變換在電機(jī)內(nèi)部得以實(shí)現(xiàn)。
該方法極大地簡化整個(gè)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，在許多應(yīng)用領(lǐng)域能夠在不安裝外部機(jī)械聯(lián)動(dòng)裝置的情況下直接使用直線電機(jī)進(jìn)行精密的線性傳動(dòng)。
其基本原理是在直線電機(jī)的轉(zhuǎn)子中心安裝一個(gè)螺母，相應(yīng)地采用一根絲桿和該螺母嚙合，為了使絲桿前后移動(dòng)，必須用某種方法防止絲桿和轉(zhuǎn)子組件一起轉(zhuǎn)動(dòng)。由于絲桿轉(zhuǎn)動(dòng)受到約束，那么當(dāng)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時(shí)，絲桿就實(shí)現(xiàn)了線性運(yùn)動(dòng)。
下圖就是山社電機(jī)設(shè)計(jì)的一款固定軸式絲桿電機(jī)的剖視圖。
● 定位/剩余力矩： 在沒有電流通過繞組時(shí)，能使電機(jī)的輸出軸旋轉(zhuǎn)所需要施加的力矩。
● 保持力矩： 在繞組在通以穩(wěn)態(tài)直流電時(shí)，能使電機(jī)的輸出軸旋轉(zhuǎn)所需要施加的力矩。
● 動(dòng)態(tài)力矩： 在一定步進(jìn)速率下，電機(jī)產(chǎn)生的力矩，一般可以用牽入或者牽出力矩來表示。
● 牽入力矩： 克服轉(zhuǎn)子慣量的加速轉(zhuǎn)矩，以及加速時(shí)固定連接的外接負(fù)載和各種摩擦轉(zhuǎn)矩。因此，牽入力矩通常小于牽出力矩。
● 牽出力矩： 電機(jī)在恒速下能夠產(chǎn)生的大力矩。因?yàn)樗俣炔蛔?，所以沒有慣性力矩。同時(shí)轉(zhuǎn)子內(nèi)部的動(dòng)能和慣性載荷使?fàn)砍隽卦龃蟆?
● 驅(qū)動(dòng)器： 一個(gè)用來運(yùn)行步進(jìn)電機(jī)的電氣控制裝置，包含電源，邏輯程序器，開關(guān)原件和一個(gè)確定步進(jìn)速率的變頻脈沖源。
● 慣性：物體對加速或者減速的慣性測量值，用于電機(jī)所要移動(dòng)負(fù)載的慣性或電機(jī)轉(zhuǎn)子的慣性。
● 步距角： 整步下每一步轉(zhuǎn)子所產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)角度。
● 步長： 轉(zhuǎn)子每旋轉(zhuǎn)一個(gè)步距角，絲桿所產(chǎn)生的一個(gè)線性行程。
● 脈沖速率： 每秒施加到電機(jī)繞組上的脈沖數(shù)量，即每秒脈沖數(shù)PPS。
● 升降速： 在電機(jī)不失步時(shí)，給定負(fù)載從原有低步進(jìn)速率增加至大，再從原有高步進(jìn)速率降低至原有速率的一種驅(qū)動(dòng)技術(shù)。
● 導(dǎo)程精度： 基于導(dǎo)程得出的實(shí)際位置和理論位置之間的偏差。
● 重復(fù)定位精度： 特定條件下，電機(jī)被指令到同一目標(biāo)位置范圍的一致程度。
● 溫升： 溫升是電機(jī)與環(huán)境的溫度差，是由電機(jī)本身發(fā)熱引起的。運(yùn)行中電機(jī)鐵芯在交變磁場 中會產(chǎn)生鐵損，繞組通電后會產(chǎn)生銅損，還有其他各種損耗都會使電機(jī)的溫度升高。 它是電機(jī)設(shè)計(jì)和運(yùn)行中的一個(gè)相當(dāng)重要的指標(biāo)。
● 分辨率： 整步下，電機(jī)每接收一個(gè)脈沖，產(chǎn)生的線性距離。
● 絲桿材料： SUS303冷軋不銹鋼。
● 絲桿表面涂覆： 常選用特氟龍。
● 絲桿導(dǎo)程精度： 通常按照100mm以內(nèi)0.06mm，超過100mm則按照絲桿長度乘以0.0006mm/mm計(jì)算。
● 絲桿直線度： 通常按照100mm以內(nèi)0.05mm，超過100mm則按照絲桿長度乘以0.0005mm/mm計(jì)算。
● 絲桿效率： 根據(jù)導(dǎo)程不一樣，在26%~87%之間，使用消隙螺母后效率會降低。
● 允許的絲桿和螺母之間軸向間隙： 0.02mm左右。
● 允許的絲桿和螺母之間的徑向間隙： 0.1mm~0.25mm。
● 螺母材料： 帶自潤滑材料的特種工程塑料。
● 絲桿和螺母的壽命： 一般能達(dá)到來500萬次循環(huán)，由于不同負(fù)載，速度和使用環(huán)境影響，會有一定差異，具體建議通過工程 試驗(yàn)來驗(yàn)證。
● 電機(jī)工作溫度： -20℃~55℃。
● 儲存條件： 常溫，通風(fēng)，無腐蝕環(huán)境下，相對溫度小于75%。