優(yōu)化設計需要綜合地考慮許多要求，一般有：工作性能、制造成本、小尺寸和重量、使用中可靠性、消耗和少環(huán)境污染。這些要求常是互相矛盾的，而且它們之間的相對重要性因機械種類和用途的不同而異。設計者的任務是按具體情況權衡輕重，統(tǒng)籌兼顧，使設計的機械有的綜合技術經(jīng)濟效果。過去，設計的優(yōu)化主要依靠設計者的知識、經(jīng)驗和遠見。隨著機械工程基礎理論和價值工程、系統(tǒng)分析等新學科的發(fā)展，制造和使用的技術經(jīng)濟數(shù)據(jù)資料的積累,以及計算機的推廣應用,優(yōu)化逐漸舍棄主觀判斷而依靠科學計算。

一部機器的質量基本上決定于設計質量。制造過程對機器質量所起的作用，本質上就在于實現(xiàn)設計時所規(guī)定的質量。因此，機器的設計階段是決定機器好壞的關鍵。

所討論的設計過程僅指狹義的技術性的設計過程。它是一個創(chuàng)造性的工作過程，同時也是一個盡可能多地利用已有的成功經(jīng)驗的工作。要很好地把繼承與創(chuàng)新結合起來，才能設計出高質量的機器。作為一部完整的機器，它是一個復雜的系統(tǒng)。要提高設計質量，必須有一個科學的設計程序。雖然不可能列出一個在任何情況下都有效的惟一程序，但是，根據(jù)人們設計機器的長期經(jīng)驗

零件的工作能力設計。已知主要零件所受的公稱載荷的大小和特性，即可做零、部件的初步設計。設計所依據(jù)的工作能力準則，須參照零、部件的一般失效情況、工作特性、環(huán)境條件等合理地擬定，一般有強度、剛度、振動穩(wěn)定性、壽命等準則。通過計算或類比，即可決定零、部件的基本尺寸。

討論機器的執(zhí)行部分時，首先是關于工作原理的選擇問題。例如，設計制造螺釘?shù)臋C器時，其工作原理既可采用在圓柱形毛坯上用車刀車削螺紋的辦法，也可采用在圓柱形毛坯上用滾絲模滾壓螺紋的辦法。這就提出了兩種不同的工作原理。工作原理不同，當然所設計出的機器就會根本不同。特別應當強調的是，必須不斷地研究和發(fā)展新的工作原理。這是設計技術發(fā)展的重要途徑。