机械设计是机械工程的重要组成部分，是机械生产的步，是决定机械性能的主要的因素。机械设计的努力目标是：在各种限定的条件(如材料、加工能力、理论知识和计算手段等)下设计出的机械，即做出优化设计。优化设计需要综合地考虑许多要求，一般有：工作性能、制造成本、小尺寸和重量、使用中可靠性、消耗和少环境污染。这些要求常是互相矛盾的，而且它们之间的相对重要性因机械种类和用途的不同而异。设计者的任务是按具体情况权衡轻重，统筹兼顾，使设计的机械有的综合技术经济效果。过去，设计的优化主要依靠设计者的知识、经验和远见。随着机械工程基础理论和价值工程、系统分析等新学科的发展，制造和使用的技术
设计机械应满足的基本要求是：
（1）良好的使用性能 实现预期功能，满足使用要求。操作容易，保养简单，维修方便。不必追求“多功能”，因为“多功能”会增加成本，降低可靠性。
（2） 许多重大事故出自机械故障。密封件泄露导致“挑战者号”航天飞机失事，起落架故障引发空难，刹车失灵酿成车祸，频繁出现的汽车“召回”更暴露机械设计不良造成的隐患。机械设计必须以人为本。凡关系到人身或重大设备事故的零、部件都必须进行认真、严格的设计计算或校核计算，不能凭经验或以“类比”代替。
计算说明书应妥善保留，以备核查。暴露的运动构件要配以防护网。易造成人身伤害的部位必须有连锁装置或实施远距离操纵。电气元件、导线的规格和安装必须符合标准。初次之外，为了保护设备，还应设置保险销、阀等过载保护装置以及红灯、警铃等警示装置。
（3）可靠、耐用 在预定的使用期限内不发生或极少发生故障。大修或更换易损件的周期不宜太短，以免经常停机影响生产。但是，也不宜过分强调“耐用”。现代化生产推行定期更新和预期强制报废，个别零、部件的“长寿”对整机并无实际意义。因追逐“耐用”而滥用贵重材料突然增加成本。
（4）经济 设计中应尽可能多选用标准件和成套组件，它们不仅可靠、廉价，而且能大大节省设计工作量。可以说，设计中使用标准件的多少是评价设计水平的重要标志。要重视节约贵重原材料，降低成本。零件设计必须关注加工工艺性，力求减少加工费用。良好的经济性不仅体现在制造成本低廉，更应体现在机器使用中的率、低效能。
（5）符合环保要求 机器噪声不超标。不采用石棉等禁用的原材料。确保机械使用过程中不会泄漏水、油、粉尘和烟雾。生产中的废水、废气必须经过治理，达标排放。
机械设计包括内容如下：
1、机械元件设计：机械元件设计涉及设计和绘制各种机械零部件，如轴、齿轮、联轴器、轴承、弹簧等。这包括确定元件的几何形状、尺寸、材料和制造工艺等。
2、机械系统设计：机械系统设计关注整体机械系统的构建和集成。这包括多个机械元件的组合、布局和连接，以满足特定的功能和性能要求。
3、运动学和动力学分析：机械设计需要进行运动学和动力学分析，以研究和预测机械系统的运动特性、力学行为和性能。这包括关节运动、速度、加速度、力学平衡和能量转换等方面的分析。
4、材料选择和强度分析：在机械设计中，需要选择合适的材料来满足机械元件和系统的强度和刚度要求。这包括材料的力学性能评估、应力和变形分析，以及确定适当的因子。
5、制造工艺和制造图纸：机械设计需要考虑适当的制造工艺和方法。这包括制造工艺的选择、加工工艺和装配工艺的规划，以及制造图纸的制作，包括详细的尺寸、公差和表面处理要求等。
6、CAD和模拟：机械设计常常借助计算机辅助设计工具进行建模、绘图和分析。CAD软件可以用于创建和修改机械设计的三维模型，进行装配和运动仿真，并生成制造图纸和技术文档。
机械设计可分为新型设计、继承设计和变型设计3类。
1、新型设计
应用成熟的科学技术或经过实验证明是可行的新技术，设计过去没有过的新型机械。
2、继承设计
根据使用经验和技术发展对已有的机械进行设计更新，以提高其性能、降低其制造成本或减少其运用费用。
3、变型设计
为适应新的需要对已有的机械作部分的修改或增删而发展出不同于标准型的变型产品。