机械设计及理论是机械工程一级学科所属的二级学科，是对机械进行功能分析与综合併定量描述与控制其性能的基础技术学科，是定位机械工程各项细緻工作流程及程式的归纳总结的简单理论介绍。主要研究各种机械、机构及其零件的工作原理、运动和动力学性能、强度与寿命、震动与噪声、摩擦、摩擦物理学、关係力学、磨损与润滑、机械创新与设计以及现代设计计算方法等课题。

以複合材料构件设计与製造、计算机辅助工程、轻工自动机械设计及理论研究为目标，将计算机辅助设计、现代检测技术等套用于机械及其产品的设计过程中，掌握坚实的基础理论和系统的专门知识。了解学科的现状及发展趋势，具有工程设计和管理的综合素质及知识结构，适合从事工程技术、教学科研及管理等工作。为轻工机械及食品机械行业中培养轻工行业高级科技。完成国家自然科学基金项目、省部级项目以及横向课题多项，部分成果达到了国内领先、国际先进水平。

弹性力学、测试技术、有限元及程式设计、现代设计理论、机械最佳化设计、智慧型控制系统、仿生学、模态分析。

01 先进複合材料构件设计、製造与套用：採用複合材料设计製造机械构件，以实现减轻自重、减振、降噪、耐磨、自润滑和降低成本的目的，为複合材料构件的材料设计、结构设计和工艺设计提供理论和试验基础。

02 机械创新设计与检测技术：机械创新设计与检测技术是一门多学科综合性技术，研究领域包括：机械创新设计与有限元计算分析，机械振动与噪声测试与分析，计算机辅助设计与製造、图像处理技术。

03 轻工自动机械设计及理论：主要研究领域为轻工自动机械现代设计理论，轻工自动机械先进传动技术，新型传动机构研究与开发、轻工机械动力传动的节能与环保、轻工业机器人开发与套用研究、机器人新机型、仿生机械研究等。

机构学与机械动力学

主要研究平面及空间连桿机构的运动学及动力学分析与综合(设计)的理论和方法，侧重高速机构动力平衡、弹性机构动力综合、含间隙机构动力分析与综合、机械系统非线性振动特性等前沿领域的研究。

机器人学

主要研究机器人的运动和动力分析、设计理论、方法及其套用，包括串联和并联柔性机器人动力学分析、柔性冗余度机械臂振动控制、柔性并在线上器人冗余驱动规划、多柔性机器人协调操作及控制等领域。

主要研究机电自动化中的製造系统监控、智慧型机械结构等关键技术。涉及感测器集成检测、多信号融合、神经网路分析、智慧型决策以及敏捷材料的原理和套用、智慧型机械执行器的设计和实现等方面。

工程结构分析、CAD最佳化设计和智慧型控制

主要研究机械和一般结构、多学科的CAD最佳化与智慧型控制、结构数值分析模拟与可视化技术、工程系统运筹和套用软体、实用数学规划软体和工程套用，以及在美国着名的工程套用软体上进行二次开发。

现代测控技术与方法

主要研究机电系统健康监测、智慧型测试技术及信号处理以及无损检测与评价技术。包括感测器的研製、计算机测控系统、数位讯号处理与特徵识别、无损检测新技术及质量评价等方面的研究。

现代机电系统设计及控制

主要研究机电系统的现代设计方法及控制策略。侧重电-液伺服系统的最佳化设计、直线交流伺服系统的精密控制技术、液压与气动的数字控制技术及套用。

机械振动与控制

主要包括四个研究方向：（1）非线性动力学、分叉和混沌动力学；（2）非线性振动与控制；（3）机械柔性结构和流固耦合系统的非线性动力学；（4）现代设计与计算机辅助工程。主要研究机械系统，机械柔性结构和流固耦合系统的非线性动力学、分叉和混沌极其控制问题，研究高维非线性系统的全局摄动法及规範形的计算和套用问题。

新型焊接设备

本研究方向包括：（1）绿色化焊接设备：以计算机仿真为主要手段，研究新型电力电子技术、设备的可靠性与电磁兼容性技术；（2）高效化焊接设备：以焊接物理研究为基础，探索高速度和高熔敷率的焊接方法；（3）数位化焊接设备：以数位讯号处理技术为基础，研究全数位化控制的焊接设备；（4）智慧型化焊接设备：以智慧型控制理论为基础，研究焊接过程质量的控制技术。

焊接机器人与焊接质量控制

本研究方向主要从事焊接机器人的套用极其整体性系统的集成。其中包括：（1）离线编程技术；（2）过程仿真与最佳化技术；（3）感测器与信号处理技术；（4）线上质量监控技术。

微机电系统(MEMS)技术

主要从事微机电系统(MEMS)技术极其套用、感测器技术、智慧型机器人技术等与机械学交叉领域的研究。

精密特种加工技术

属于现代製造技术的範畴，主要研究精密电火花加工、雷射加工、超音波加工、电子束加工、离子束加工和电浆加工等特种加工技术，涉及光机电一体化、信号的採集与分析、神经网路、智慧型控制、精密微机械等的机理、设计及套用等方面。

0802机械工程

080203机械设计及理论

清华大学、北京航空航天大学、吉林大学、北京科技大学、上海交通大学、西安交通大学、天津大学、湖南大学、东北大学、同济大学、中国矿业大学、中国矿业大学（北京）、合肥工业大学、江苏科技大学、燕山大学、中南大学、重庆大学、华中科技大学

二级学科机械设计及理论学科排名(前20）：