机械设计师需要学习的知识包括以下几个方面：

高等数学：

包括函数与极限、微积分、导数、微分方程、行列式、矩阵、随机变量与数理统计等章节，为机械设计提供数学基础。

机械制图：

学习三视图、尺寸标注、计算机辅助设计（CAD）等，以便能够准确绘制和表达机械设计图纸。

工程力学：

涵盖理论力学和材料力学，包括静力学和动力学，这些知识在设计过程中非常重要。

工程材料及金属成型：

了解不同材料的类型、性能、热处理方法以及金属成型工艺如车铣刨磨钻及剪冲折等。

机械原理：

学习自由度、四杆机构、凸轮机构、齿轮机构、机械平衡等基本概念和原理。

机械设计：

掌握连接、带、链、齿轮及蜗轮蜗杆的机械传动设计，轴的设计，轴承及联轴器、离合器、制动器等标准件的选型计算知识。

公差配合：

学习尺寸公差与配合、形位公差、表面粗糙度、公差原则、测量基础等，以保证产品批量生产的精度和质量。

制造技术基础：

包括机加、热处理、表面热处理、表面处理等工艺方法，了解这些工艺的作用和适用场景。

电工与电子技术：

掌握基本的电气控制知识，这对于机械设备的控制系统的设计和维护非常重要。

微型计算机原理及应用：

了解计算机原理及其在机械设计中的应用，如数控编程和CAD/CAM技术。

机械工程材料：

学习常用金属和非金属材料的种类、性能、应用场合等，以便选择合适的材料。

液压与气动：

掌握液压和气压传动的基本原理、元件和回路的设计方法，以及在机械设计中的应用。

控制系统：

学习常用控制系统的基本原理、设计方法、控制参数的调整等，以及控制系统在机械设计中的应用。

创新与设计：

掌握创新设计的基本理论和方法，如TRIZ理论、设计思维等，以及如何运用这些方法进行机械设计。

CAD/CAM技术：

熟练使用CAD软件进行2D和3D图形设计，以及掌握相关的仿真和有限元分析技术。

加工工艺：

了解各种加工设备的特性、能够加工达到的精度等，以便在设计过程中选择合适的加工方法。

装配工艺：

学习测量工具的使用和装配工艺的基础，以确保设计的部件能够正确组装。

传动机构：

了解并熟悉各种机械传动机构，如齿轮传动、链轮传动、带轮传动、连杆传动等。

密封结构：

学习常用的密封结构，如O型圈、骨架油封、迷宫密封等，以保证机械系统的密封性能。

常用件的选型：

掌握电机、气缸、吸盘、轴承等常用件的选型方法和计算。

传感器选型：

了解常用传感器的选型和应用，以便在设计中集成传感技术。

文献检索能力：

具备从相关文献中获取有用信息的能力，以便了解行业最新的技术和发展趋势。

解决问题的能力：

能够及时并有效地解决设计过程中出现的问题，确保设计项目的顺利进行。

建议机械设计师在学习和工作中不断积累实践经验，掌握所学知识，并关注行业动态，以适应不断变化的市场需求和技术进步。