机械工程师必须掌握以下知识和技能：

机械设计：

了解机械设计的相关知识，包括设计原理、设计流程、实用软件和工具等。

材料力学：

掌握机械材料的设计和力学性质，包括硬度、强度、耐久性等。

固体力学：

了解机械系统的结构和强度，包括静力学、动力学等。

流体力学：

了解液体和气体的流动原理，包括流体力学的基本概念、流动性能和测量技术等。

机电一体化：

掌握机械和电气的基本工作原理，包括自动控制、运动控制、传感器、驱动等相关技术。

制造工艺：

了解机械制造工艺及工艺装备的选择和运用，包括加工和装配的工艺流程、重点工艺、工装和模具等。

CAD/CAM：

掌握计算机辅助设计和制造技术，熟悉计算机辅助设计软件和制造软件的使用，如AutoCAD、SolidWorks、PTC Creo、UG NX、CATIA等。

成本控制：

了解机械工程领域的成本控制和管理，包括制造成本、物流成本、管理成本等。

工程管理：

具备工程管理和项目管理的能力，能够有效地规划、执行和监控项目进度。

沟通技巧：

具备良好的沟通能力和团队合作精神，能够与不同专业背景的人员进行有效沟通和合作。

创新思维：

具备创新思维和能力，能够从客户需求出发，设计和制造出更加先进、高效、节能的机械设备。

实践能力和创新能力：

能够将理论知识应用到实际工程项目中，并提出创新性的解决方案。

计算机应用能力：

熟练掌握计算机辅助设计、模拟和优化工程方案。

安全法规、道德规范和法律知识：

熟悉与职业相关的安全法规、道德规范和法律知识。

经济和管理的基础知识：

了解管理创新的理念及应用。

质量管理和质量保证体系：

掌握过程控制的基本工具与方法，了解有关质量检测技术。

熟悉标准件与常用件的画法和标注：

如螺纹、键、销等标准件的正确绘制和标注方法。

熟悉机械制图标准和表示方法：

掌握公差配合的选用和标注。

熟悉常用金属材料的性能、试验方法及其选用：

掌握钢的热处理原理，熟悉常用金属材料的热处理方法及其选用。

熟悉机械制造自动化的有关知识：

了解3D打印、智能制造等新兴技术。

这些知识和技能将帮助机械工程师在职业生涯中取得成功，并能够应对各种挑战和复杂的项目需求。