优化机械设计的必要性：

随着科技的不断进步，机械设计面临着越来越多的挑战。为了满足不断提高的产品性能要求，机械设计师需要不断优化设计，提高机械设备的效率、精度和可靠性。同时，还要考虑产品的可维护性、可拆卸性和可回收性等方面的因素。因此，优化机械设计成为了一个必要的过程。

优化机械设计的策略

1. 采用新型材料

新型材料的出现为机械设计提供了更多的选择和可能性。例如，高强度轻质材料可以降低设备的重量，提高其性能和可靠性；高温材料可以应对更加苛刻的工作环境；复合材料可以有效地提高设备的综合性能。因此，在机械设计中，应积极探索和应用新型材料，提高产品的质量和竞争力。

2. 改进结构

结构的改进是优化机械设计的关键之一。通过改变设备的布局和结构，可以显著提高设备的性能和稳定性。例如，在减速器设计中，采用新型轴承结构可以显著提高设备的承载能力和使用寿命；在挖掘机设计中，通过优化动臂结构，可以提高挖掘效率和使用寿命。

3. 引入智能技术

智能技术的引入为机械设计带来了新的突破。例如，在机械设备中引入传感器和控制系统，可以实现设备的自我诊断和智能控制；采用机器学习算法对设备运行数据进行处理和分析，可以预测设备的维修需求并优化其性能。智能技术的引入可以提高设备的自主性和智能化水平，降低运行成本和维护难度。

机械设计涵盖了新型设计、继承设计和变型设计三大类别。

1、新型设计

这种设计方法主要运用已经成熟或经过实验证明可行的科学技术，来创造出过去未曾有过的机械产品。

2、改进设计

基于过往的使用经验和技术进步，对现有机械进行革新设计，旨在提升其性能、降低制造费用或减少运营成本。

3、变型设计

为满足新的应用需求，对现有机械进行局部的调整或增删，从而衍生出不同于标准规格的变型产品。

机械设备的设计要素涵盖了多个方面，虽然每个方面看似简单，但在实际工作中却需要综合考虑和细致处理。这些要素对于确保产品的性能和质量、提高产品的竞争力具有重要意义。