要成为一名优秀的机械设计师，需要掌握以下知识领域：

力学基础

工程力学：包括静力学和动力学，研究物体在静止和动态状态下的受力分析和平衡条件。

材料力学：研究材料在受力作用下的变形和破坏规律，了解材料的力学性能，如弹性模量、屈服强度、断裂韧性等。

材料科学与工程

材料种类与性能：掌握不同材料的力学性能、热性能、耐磨性、耐腐蚀性等特性，了解常用材料如金属材料、高分子材料、陶瓷材料和复合材料的应用场合。

热处理与表面处理：熟悉热处理和表面处理工艺，这些工艺可以改变材料的内部组织和性能，提高机械零件的性能和寿命。

机械制图与CAD

机械制图：将设计想法转化为图纸的过程，定义、摆放位置及常用画法，准确表达机械零件的形状、尺寸和装配关系。

CAD软件应用：掌握常用的CAD软件（如AutoCAD、SolidWorks等），提高设计效率和质量。

机械零件设计

失效形式：了解整体断裂、过大的残余变形、零件表面破坏（腐蚀、磨损和接触疲劳）等失效形式。

设计准则：强度准则、刚度准则、寿命准则、振动稳定性准则、可靠性准则。

设计方法：理论设计、经验设计、模型试验设计。

材料选择：根据零件的受力情况、工作环境、加工性能和经济性等因素选择合适的材料。

周边知识

机械设计手册：熟练翻阅机械设计手册，了解标准件和常用件的技术特征，进行选型计算。

常用件供应商：知道多家常用件供应商，熟练翻阅其产品样本，了解市场上可用的成熟零配件。

原材料情况：熟悉市场上冷轧、热轧铁板及各类型材的规格尺寸，了解采购过程中可能出现的尺寸偏差。

常用机床结构原理：深入了解常用机床（如车、铣、钻、刨、磨、镗等）的结构原理和性能特点。

其他相关知识

摩擦与磨损：了解摩擦类型、磨损过程和磨损分类，掌握提高零件疲劳强度的措施。

润滑剂：了解不同类型的润滑剂和润滑脂。

螺纹：了解普通连接螺纹的牙型和特性。

这些知识领域共同构成了机械设计的基础，帮助设计师进行高效、准确的设计工作。建议在实际工作中不断积累经验，持续学习和更新知识，以适应不断变化的技术需求。