机械设计离不开力学知识，强度、刚度、稳定性是关键考量。以起重机设计为例，起吊重物时，金属结构承受巨大拉力、压力与弯矩，钢梁尺寸需依据材料力学计算，确保强度足够不发生断裂；同时，为防止起重臂过度变形影响精度，要核算刚度。动力学方面，电机驱动的设备要计算启动、制动扭矩，避免冲击过大损坏机械部件，合理匹配电机功率与机械传动比，保障设备平稳运行。
非标机械设计材料选用
材料选择依据设备工况，如高温环境下的热处理炉，炉体材料要耐高温、抗氧化，常选陶瓷纤维或耐热合金钢；在有化学腐蚀的制药设备中，接触物料部分需用不锈钢 316L 等耐腐蚀材料。同时考虑成本，一般承载结构若受力不大，可用普通碳素钢通过热处理优化性能，既满足功能又控制造价，不同材料加工工艺各异，铸造、锻造、焊接等方法要适配材料特性。
机械设备设计传动方式
常见传动方式有齿轮传动、带传动、链传动。齿轮传动精度高、传递功率大，常用于机床主轴箱，多级齿轮组实现不同转速输出，但润滑要求高、噪音大；带传动柔性好、能缓冲吸振，像家用跑步机多采用，不过传动效率相对低、易打滑；链传动适用于较大中心距、恶劣环境，如摩托车的传动链，但高速时动载荷大，磨损快，设计时依转速、扭矩、空间布局等因素权衡选用。
自动化设备设计柔性制造
柔性制造单元（FMC）适应多品种小批量生产。以 3C 产品加工 FMC 为例，加工中心搭配自动换刀、换料装置，通过数控程序快速切换不同产品工艺；机器人自动搬运物料，视觉系统识别工件位置姿态上料，生产线可在数小时内完成不同手机壳、电脑配件切换加工，提高企业应变市场需求能力，降低产品更新换代成本。