機械設計離不開力學知識，強度、剛度、穩定性是關鍵考量。以起重機設計為例，起吊重物時，金屬結構承受巨大拉力、壓力與彎矩，鋼梁尺寸需依據材料力學計算，確保強度足夠不發生斷裂；同時，為防止起重臂過度變形影響精度，要核算剛度。動力學方面，電機驅動的設備要計算啟動、制動扭矩，避免沖擊過大損壞機械部件，合理匹配電機功率與機械傳動比，保障設備平穩運行。
機械設備設計傳動方式
常見傳動方式有齒輪傳動、帶傳動、鏈傳動。齒輪傳動精度高、傳遞功率大，常用于機床主軸箱，多級齒輪組實現不同轉速輸出，但潤滑要求高、噪音大；帶傳動柔性好、能緩沖吸振，像家用跑步機多采用，不過傳動效率相對低、易打滑；鏈傳動適用于較大中心距、惡劣環境，如摩托車的傳動鏈，但高速時動載荷大，磨損快，設計時依轉速、扭矩、空間布局等因素權衡選用。
非標機械設計精度設計
高精度非標設備如光學鏡片研磨機，需嚴控各部件精度。機械結構的導軌直線度、平面度誤差極小化，采用高精度研磨或刮研工藝保證；運動控制上，用高精度伺服電機與編碼器反饋，控制工作臺位移，分辨率可達微米級，配合精密夾具對鏡片定位，從設計源頭規劃精度分配，經反復調試校準，滿足鏡片研磨苛刻要求。
機械設備設計可靠性設計
航空發動機設計對可靠性要求。設計階段引入故障模式影響分析（FMEA），提前識別潛在故障，針對關鍵部件冗余設計，如多組燃油噴嘴，一組故障不影響整機運行；開展加速壽命試驗模擬極端工況，收集數據優化設計，確保發動機在復雜飛行環境下穩定可靠，保障飛行，可靠性指標貫穿研發、制造、維護全流程。