机械设计是工业制造的基石，其中制图、公差控制与材料选择是三大核心要素，直接决定产品的性能与制造成本。

制图是设计的 “语言”。通过三视图（主视图、俯视图、侧视图）准确表达零件结构，配合剖视图展示内部细节。如今 CAD 软件（如 AutoCAD、SolidWorks）已替代手工绘图，不仅能快速标注尺寸，还可生成 3D 模型进行虚拟装配，避免零件干涉。例如设计齿轮箱时，3D 模型能直观显示齿轮啮合状态，提前发现轴系布局问题。

公差标注关乎装配精度。零件实际尺寸不可能，需标注允许偏差范围：如轴径标注 “Φ50±0.02”，表示直径在 49.98mm 至 50.02mm 之间合格。配合公差更关键，滚动轴承与轴的配合常选 “H7/k6”，既保证运转顺畅，又避免松动。某机床主轴设计中，因公差控制不当导致轴承异响，调整为 “H6/js5” 后故障消除。

材料选择需平衡性能与成本。碳钢（如 45 钢）强度适中，适合制作传动轴；不锈钢（如 304）耐锈蚀，多用于食品机械；钛合金强度高、重量轻，但成本昂贵，常用于航空零件。设计起重吊钩时，选用韧性好的 20CrMnTi，既满足承重要求，又能避免脆断风险。

三者紧密关联：制图需清晰标注公差，材料性能决定公差等级，而合理的公差与材料选择，能让设计在保证质量的同时降低制造成本。