機(jī)械設(shè)計是機(jī)械工程的重要組成部分，是機(jī)械生產(chǎn)的步，是決定機(jī)械性能的主要的因素。機(jī)械設(shè)計的努力目標(biāo)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(shè)計出的機(jī)械，即做出優(yōu)化設(shè)計。優(yōu)化設(shè)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(jī)械種類和用途的不同而異。設(shè)計者的任務(wù)是按具體情況權(quán)衡輕重，統(tǒng)籌兼顧，使設(shè)計的機(jī)械有的綜合技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果。過去，設(shè)計的優(yōu)化主要依靠設(shè)計者的知識、經(jīng)驗(yàn)和遠(yuǎn)見。隨著機(jī)械工程基礎(chǔ)理論和價值工程、系統(tǒng)分析等新學(xué)科的發(fā)展，制造和使用的技術(shù)

設(shè)計機(jī)械應(yīng)滿足的基本要求是：

（1）良好的使用性能 實(shí)現(xiàn)預(yù)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?yàn)椤岸喙δ堋睍黾映杀荆档涂煽啃浴?

（2） 許多重大事故出自機(jī)械故障。密封件泄露導(dǎo)致“挑戰(zhàn)者號”航天飛機(jī)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(jī)械設(shè)計不良造成的隱患。機(jī)械設(shè)計必須以人為本。凡關(guān)系到人身或重大設(shè)備事故的零、部件都必須進(jìn)行認(rèn)真、嚴(yán)格的設(shè)計計算或校核計算，不能憑經(jīng)驗(yàn)或以“類比”代替。

計算說明書應(yīng)妥善保留，以備核查。暴露的運(yùn)動構(gòu)件要配以防護(hù)網(wǎng)。易造成人身傷害的部位必須有連鎖裝置或?qū)嵤┻h(yuǎn)距離操縱。電氣元件、導(dǎo)線的規(guī)格和安裝必須符合標(biāo)準(zhǔn)。初次之外，為了保護(hù)設(shè)備，還應(yīng)設(shè)置保險銷、閥等過載保護(hù)裝置以及紅燈、警鈴等警示裝置。

（3）可靠、耐用 在預(yù)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(jī)影響生產(chǎn)。但是，也不宜過分強(qiáng)調(diào)“耐用”?，F(xiàn)代化生產(chǎn)推行定期更新和預(yù)期強(qiáng)制報廢，個別零、部件的“長壽”對整機(jī)并無實(shí)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(jì) 設(shè)計中應(yīng)盡可能多選用標(biāo)準(zhǔn)件和成套組件，它們不僅可靠、廉價，而且能大大節(jié)省設(shè)計工作量?？梢哉f，設(shè)計中使用標(biāo)準(zhǔn)件的多少是評價設(shè)計水平的重要標(biāo)志。要重視節(jié)約貴重原材料，降低成本。零件設(shè)計必須關(guān)注加工工藝性，力求減少加工費(fèi)用。良好的經(jīng)濟(jì)性不僅體現(xiàn)在制造成本低廉，更應(yīng)體現(xiàn)在機(jī)器使用中的率、低效能。

（5）符合環(huán)保要求 機(jī)器噪聲不超標(biāo)。不采用石棉等禁用的原材料。確保機(jī)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(dá)標(biāo)排放。

機(jī)械設(shè)計包括內(nèi)容如下：

1、機(jī)械元件設(shè)計：機(jī)械元件設(shè)計涉及設(shè)計和繪制各種機(jī)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(jī)械系統(tǒng)設(shè)計：機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計關(guān)注整體機(jī)械系統(tǒng)的構(gòu)建和集成。這包括多個機(jī)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(yùn)動學(xué)和動力學(xué)分析：機(jī)械設(shè)計需要進(jìn)行運(yùn)動學(xué)和動力學(xué)分析，以研究和預(yù)測機(jī)械系統(tǒng)的運(yùn)動特性、力學(xué)行為和性能。這包括關(guān)節(jié)運(yùn)動、速度、加速度、力學(xué)平衡和能量轉(zhuǎn)換等方面的分析。

4、材料選擇和強(qiáng)度分析：在機(jī)械設(shè)計中，需要選擇合適的材料來滿足機(jī)械元件和系統(tǒng)的強(qiáng)度和剛度要求。這包括材料的力學(xué)性能評估、應(yīng)力和變形分析，以及確定適當(dāng)?shù)囊蜃印?

5、制造工藝和制造圖紙：機(jī)械設(shè)計需要考慮適當(dāng)?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(xì)的尺寸、公差和表面處理要求等。

6、CAD和模擬：機(jī)械設(shè)計常常借助計算機(jī)輔助設(shè)計工具進(jìn)行建模、繪圖和分析。CAD軟件可以用于創(chuàng)建和修改機(jī)械設(shè)計的三維模型，進(jìn)行裝配和運(yùn)動仿真，并生成制造圖紙和技術(shù)文檔。

機(jī)械設(shè)計可分為新型設(shè)計、繼承設(shè)計和變型設(shè)計3類。

1、新型設(shè)計

應(yīng)用成熟的科學(xué)技術(shù)或經(jīng)過實(shí)驗(yàn)證明是可行的新技術(shù)，設(shè)計過去沒有過的新型機(jī)械。

2、繼承設(shè)計

根據(jù)使用經(jīng)驗(yàn)和技術(shù)發(fā)展對已有的機(jī)械進(jìn)行設(shè)計更新，以提高其性能、降低其制造成本或減少其運(yùn)用費(fèi)用。

3、變型設(shè)計

為適應(yīng)新的需要對已有的機(jī)械作部分的修改或增刪而發(fā)展出不同于標(biāo)準(zhǔn)型的變型產(chǎn)品。