Teholaitteiden suunnitteluperiaatteet perustuvat ensisijaisesti toimintavaatimuksiin: energialähteiden -kuten sähkön tai polttoaineen-muuntaminen vakaaksi, luotettavaksi mekaaniseksi tehoksi ja tämän tehon välittäminen toimiville komponenteille sopivien voimansiirtomekanismien kautta. Yleisiä esimerkkejä ovat bensiinimoottorit, dieselmoottorit, sähkömoottorit ja erilaiset voimansiirtokokoonpanot. Vaikka rakenteet ja energialähteet vaihtelevat, suunnittelun perustavanlaatuinen lähestymistapa keskittyy tehoon, toiminnan tehokkuuteen, luotettavuuteen ja turvallisuuteen. Suunnittelijoiden on määritettävä asianmukaiset tehoparametrit perustuen sellaisiin tekijöihin kuin työkuormitus, käyttönopeus, käytön kesto ja työympäristö. Tämä varmistaa riittävän tehon tehokkuuden ylläpitämiseksi välttäen samalla ylimitoitettuja kokoonpanoja, jotka johtavat energiahukkaan ja kustannusten nousuun.
Sähköjärjestelmän ydin on tehonmuuntoyksikkö. Esimerkiksi polttomoottorissa polttoaineen palaminen tuottaa lämpöenergiaa, jonka mekanismit, kuten männät, kiertokanget ja kampiakselit, muuntavat mekaaniseksi pyörimisenergiaksi vaihteiston kautta. Sähkömoottorit päinvastoin käyttävät sähkömagneettisia periaatteita sähköenergian muuntamiseksi mekaaniseksi energiaksi ja tuottavat tehoa roottorin pyörimisen kautta. Rakennesuunnitelmat vaihtelevat toiminnallisten tarpeiden mukaan; laitteet, jotka vaativat suurta-pienen nopeuden vääntömomenttia, priorisoivat tehon alhaisilla kierrosluvuilla, kun taas nopeat{4}}laitteet keskittyvät vakauteen suurilla pyörimisnopeuksilla. Oikein sovitetut tehoparametrit takaavat optimaalisen suorituskyvyn erilaisissa käyttöolosuhteissa.
Voimansiirtojärjestelmä on toinen kriittinen komponentti, joka vastaa tehon toimittamisesta lopulliseen työmekanismiin. Yleisiä voimansiirtomenetelmiä ovat hammaspyörä-, hihna-, ketju- ja akselikäytöt. Suunnittelussa huomioidaan voimansiirron tehokkuus,{2}}kuormankestävyys, käyttönopeus ja huollon helppous. Esimerkiksi ruohonleikkurin on siirrettävä teho moottorista tai moottorista teriin säilyttäen tasaisen pyörimisnopeuden, kun taas maatalouskoneet voivat vaatia vaihtelevan nopeuden mekanismeja säätääkseen lähtönopeutta ja vääntömomenttia muuttuviin käyttöolosuhteisiin. Hyvin -suunniteltu voimansiirtorakenne minimoi tehohäviön ja vähentää tärinää ja melua käytön aikana.
Teholaitteiden suunnittelussa huomioidaan myös lämmönpoisto, voitelu ja turvallisuussuoja. Pitkäaikainen käyttö tuottaa lämpöä; riittämätön lämmönpoisto voi aiheuttaa moottoreiden, moottoreiden tai muiden komponenttien ylikuumenemisen, mikä lyhentää laitteen käyttöikää. Tästä syystä lämmönpoisto-, ilmanvaihto- tai jäähdytysjärjestelmät on tyypillisesti sisällytetty. Lisäksi voitelu on välttämätöntä liikkuvien mekaanisten osien välillä kitkan ja kulumisen minimoimiseksi. Samaan aikaan laitteisiin tulee asentaa tarvittavat suojalaitteet, ylikuormitussuoja, maadoitussuojaus-tai hätäpysäytysmekanismit onnettomuusriskin vähentämiseksi käytön aikana.
