機械設計是機械工程的重要組成部分，是機械生產的步，是決定機械性能的主要的因素。機械設計的努力目標是：在各種限定的條件(如材料、加工能力、理論知識和計算手段等)下設計出的機械，即做出優化設計。優化設計需要綜合地考慮許多要求，一般有：工作性能、制造成本、小尺寸和重量、使用中可靠性、消耗和少環境污染。這些要求常是互相矛盾的，而且它們之間的相對重要性因機械種類和用途的不同而異。設計者的任務是按具體情況權衡輕重，統籌兼顧，使設計的機械有的綜合技術經濟效果。過去，設計的優化主要依靠設計者的知識、經驗和遠見。隨著機械工程基礎理論和價值工程、系統分析等新學科的發展，制造和使用的技術

設計機械應滿足的基本要求是：

（1）良好的使用性能 實現預期功能，滿足使用要求。操作容易，保養簡單，維修方便。不必追求“多功能”，因為“多功能”會增加成本，降低可靠性。

（2） 許多重大事故出自機械故障。密封件泄露導致“挑戰者號”航天飛機失事，起落架故障引發空難，剎車失靈釀成車禍，頻繁出現的汽車“召回”更暴露機械設計不良造成的隱患。機械設計必須以人為本。凡關系到人身或重大設備事故的零、部件都必須進行認真、嚴格的設計計算或校核計算，不能憑經驗或以“類比”代替。

計算說明書應妥善保留，以備核查。暴露的運動構件要配以防護網。易造成人身傷害的部位必須有連鎖裝置或實施遠距離操縱。電氣元件、導線的規格和安裝必須符合標準。初次之外，為了保護設備，還應設置保險銷、閥等過載保護裝置以及紅燈、警鈴等警示裝置。

（3）可靠、耐用 在預定的使用期限內不發生或極少發生故障。大修或更換易損件的周期不宜太短，以免經常停機影響生產。但是，也不宜過分強調“耐用”。現代化生產推行定期更新和預期強制報廢，個別零、部件的“長壽”對整機并無實際意義。因追逐“耐用”而濫用貴重材料突然增加成本。

（4）經濟 設計中應盡可能多選用標準件和成套組件，它們不僅可靠、廉價，而且能大大節省設計工作量。可以說，設計中使用標準件的多少是評價設計水平的重要標志。要重視節約貴重原材料，降低成本。零件設計必須關注加工工藝性，力求減少加工費用。良好的經濟性不僅體現在制造成本低廉，更應體現在機器使用中的率、低效能。

（5）符合環保要求 機器噪聲不超標。不采用石棉等禁用的原材料。確保機械使用過程中不會泄漏水、油、粉塵和煙霧。生產中的廢水、廢氣必須經過治理，達標排放。

機械設計包括內容如下：

1、機械元件設計：機械元件設計涉及設計和繪制各種機械零部件，如軸、齒輪、聯軸器、軸承、彈簧等。這包括確定元件的幾何形狀、尺寸、材料和制造工藝等。

2、機械系統設計：機械系統設計關注整體機械系統的構建和集成。這包括多個機械元件的組合、布局和連接，以滿足特定的功能和性能要求。

3、運動學和動力學分析：機械設計需要進行運動學和動力學分析，以研究和預測機械系統的運動特性、力學行為和性能。這包括關節運動、速度、加速度、力學平衡和能量轉換等方面的分析。

4、材料選擇和強度分析：在機械設計中，需要選擇合適的材料來滿足機械元件和系統的強度和剛度要求。這包括材料的力學性能評估、應力和變形分析，以及確定適當的因子。

5、制造工藝和制造圖紙：機械設計需要考慮適當的制造工藝和方法。這包括制造工藝的選擇、加工工藝和裝配工藝的規劃，以及制造圖紙的制作，包括詳細的尺寸、公差和表面處理要求等。

6、CAD和模擬：機械設計常常借助計算機輔助設計工具進行建模、繪圖和分析。CAD軟件可以用于創建和修改機械設計的三維模型，進行裝配和運動仿真，并生成制造圖紙和技術文檔。

機械設計可分為新型設計、繼承設計和變型設計3類。

1、新型設計

應用成熟的科學技術或經過實驗證明是可行的新技術，設計過去沒有過的新型機械。

2、繼承設計

根據使用經驗和技術發展對已有的機械進行設計更新，以提高其性能、降低其制造成本或減少其運用費用。

3、變型設計

為適應新的需要對已有的機械作部分的修改或增刪而發展出不同于標準型的變型產品。