機械設計是工業制造的基石，其中制圖、公差控制與材料選擇是三大核心要素，直接決定產品的性能與制造成本。

制圖是設計的 “語言”。通過三視圖（主視圖、俯視圖、側視圖）準確表達零件結構，配合剖視圖展示內部細節。如今 CAD 軟件（如 AutoCAD、SolidWorks）已替代手工繪圖，不僅能快速標注尺寸，還可生成 3D 模型進行虛擬裝配，避免零件干涉。例如設計齒輪箱時，3D 模型能直觀顯示齒輪嚙合狀態，提前發現軸系布局問題。

公差標注關乎裝配精度。零件實際尺寸不可能，需標注允許偏差范圍：如軸徑標注 “Φ50±0.02”，表示直徑在 49.98mm 至 50.02mm 之間合格。配合公差更關鍵，滾動軸承與軸的配合常選 “H7/k6”，既保證運轉順暢，又避免松動。某機床主軸設計中，因公差控制不當導致軸承異響，調整為 “H6/js5” 后故障消除。

材料選擇需平衡性能與成本。碳鋼（如 45 鋼）強度適中，適合制作傳動軸；不銹鋼（如 304）耐銹蝕，多用于食品機械；鈦合金強度高、重量輕，但成本昂貴，常用于航空零件。設計起重吊鉤時，選用韌性好的 20CrMnTi，既滿足承重要求，又能避免脆斷風險。

三者緊密關聯：制圖需清晰標注公差，材料性能決定公差等級，而合理的公差與材料選擇，能讓設計在保證質量的同時降低制造成本。