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機械設計是機械工程師必修的進階應用課程，內容主要是分析各機械元件在靜止或運動並承受負載狀態下，機械元件內部的應力分佈與應變(strain)。以及估計機械元件的幾何形狀、尺寸大小與其使用壽命，並做優化處理以增加機械效率。機械設計所需的基礎必修課程包括：微積分、工程數學、機械製圖、機械材料、靜力學、動力學、材料力學、熱力學、流體力學以及機構學（機件原理）。[1]
對所設計的機器的需求情況做充分的調查研究和分析。通過分析，進一步明確機器所應具有的功能，並為以後的決策提出由環境、經濟、加工和時限等各方面所確定的約束條件。在此基礎上，明確寫出設計任務的全面要求和細節，最後形成設計任務書[2]。
根據設計任務書提出的機器所必須達到的要求、最低要求、以及希望達到的要求進行綜合分析，即這些功能能否實現，多項功能間有無矛盾，相互之間能否替代等。最後確定設計功能參數，作為下一步設計的依據。
確定功能參數後，提出可能採取的方案。對於機械設計，可按原動機部分、傳動部分及執行部分進行分別討論，較為常用的辦法是先從執行部分開始討論。還需要考慮配置輔助系統。最後對可行方案從技術、經濟及環保等方面進行綜合評價[2]。
技術設計階段的目標是繪製總裝配草圖和部件裝配草圖。同個各草圖確定各部件及其零件的外形及基本尺寸，包括各部件之間的連接，零、部件的外形及基本尺寸。最後繪製零件圖、部件裝配圖和總裝配圖。該階段可分為機器的運動學和動力學分析、零件工作能力及尺寸的計算、部件和總裝配草圖設計、主要零件的校核四個主要階段[2]。
技術文件種類較多，主要包括設計說明書、使用說明書、標準件明細表等[2]。
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