機械設計是機械工程的重要組成部分，是機械生產(chǎn)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(yōu)化設計。優(yōu)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(huán)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(tǒng)籌兼顧，使設計的機械有的綜合技術經(jīng)濟效果。過去，設計的優(yōu)化主要依靠設計者的知識、經(jīng)驗和遠見。隨著機械工程基礎理論和價值工程、系統(tǒng)分析等新學科的發(fā)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(xiàn)預期功能，滿足使用要求。操作容易，保養(yǎng)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(zhàn)者號”航天飛機失事，起落架故障引發(fā)空難，剎車失靈釀成車禍，頻繁出現(xiàn)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(jīng)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(wǎng)。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(guī)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(nèi)不發(fā)生或極少發(fā)生故障。大修或更換易損件的周期不宜太短，以免經(jīng)常停機影響生產(chǎn)。但是，也不宜過分強調(diào)“耐用”?，F(xiàn)代化生產(chǎn)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(jīng)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(jié)省設計工作量?？梢哉f，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(jié)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(jīng)濟性不僅體現(xiàn)在制造成本低廉，更應體現(xiàn)在機器使用中的率、低效能。

（5）符合環(huán)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(chǎn)中的廢水、廢氣必須經(jīng)過治理，達標排放。

機械設計包括內(nèi)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(lián)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(tǒng)設計：機械系統(tǒng)設計關注整體機械系統(tǒng)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(tǒng)的運動特性、力學行為和性能。這包括關節(jié)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(tǒng)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?shù)囊蜃印?

5、制造工藝和制造圖紙：機械設計需要考慮適當?shù)闹圃旃に嚭头椒?。這包括制造工藝的選擇、加工工藝和裝配工藝的規(guī)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(chuàng)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(jīng)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(jù)使用經(jīng)驗和技術發(fā)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(fā)展出不同于標準型的變型產(chǎn)品。