機械零件的設計常按下列步驟進行：1）擬定零件的計算簡圖； 2）確定作用在零件上的載荷；3）選擇合適的材料；4）根據零件可能出現的失效形式，選用相應的判定條件，確定零件的形狀和主要尺寸，應當注意，零件尺寸的計算值一般并不是終采用的數值，設計者還要根據制造零件的工藝要求和標準、規格加以圓整；5）繪制工作圖并標注必要的技術條件。
以上所述為設計計算。在實際工作中，也常采用相反的方式——校核計算。這時先參照實物（或圖紙）和經驗數據，初步擬定零件的結構和尺寸，然后再用有關的判定條件進行驗算。還應注意，在一般機器中，只有一部分零件是通過計算確定其形狀和尺寸的，而其余的零件則僅根據工藝要求和結構要求進行設計。
機械設備外觀設計，零件的工作情況是指零件所處的環境特點、工作溫度、摩擦磨損程度等。在濕熱環境下工作的零件，其材料應具有良好防腐蝕能力，可選用不銹鋼、銅合金等。兩配合零件的線性膨脹系數不能相差過大，一面在溫度變化時產生過大熱應力或使配合松動，另一方面要考慮材料機械性能隨溫度而變化的情況。零件在工作中可能發生磨損的表面，應提高其表面硬度，增加耐磨性，因此應選擇淬火鋼、滲碳鋼、氮化鋼。
設計機械零件時，不僅應使其滿足使用要求，即具備所要求的工作能力，同時還應當滿足生產要求，否則就可能制造不出來，或雖能制造但費工費料很不經濟。
在具體生產條件下，如所設計的機械零件便于加工而加工費用又很低，則這樣的零件就稱為具有良好的工藝性。有關工藝性的基本要求是：
①毛坯選擇合理機械制造中毛坯制備的方法有：直接利用型材、鑄造、鍛造、沖壓和焊接等。毛坯的選擇與具體的生產技術條件有關，一般取決于生產批量、材料性能和加工可能性等。
②結構簡單合理設計零件的結構形狀時，警好采用簡單的表面（如平面、圓柱面、螺旋面）及其組合，同時還應當盡量使加工表面數目少和加工面積小。
③規定適當的制造精度及表面粗糙度零件的加工費用隨著精度的提高而增加，尤其在精度較高的情況下，這種增加極為顯著。因此，在沒有充分根據時，不應當追求高的精度。同理，零件的表面粗糙度也應當根據配合表面的實際需要，作出適當的規定。
欲設計出工藝性良好的零件，設計者就必須與工藝技術員工相結合并善于向他們學習。此外，在金屬工藝學課程和手冊中也都提供了一些有關工藝性的基本知識，可供參考。
為了培養機械設計師的核心創新能力，必須要機械師加強設計方面的理念創新工作。基礎信息工作人員應該建立起完善的綠色設計資源數據庫，對于各個設計環節的環保細節和排放標準，應該進行數據入庫儲存。
機械設計師在進行新產品的三維技術開發時，可以根據此類型產品中的經典2D模型設計方法為藍本，吸收傳統設計活動中的理念，進一步推行傳統產品中的3D模型裝配方法創新，在虛擬樣機的設計中體現出對于新技術的探索和革新運用。
