机械式万能试验机是一种靠机械传动加力和测力的专用设备，这种试验机也可作拉伸、压缩、弯曲、剪切等试验。
一、加载系统
由底座、两个固定立柱和上横头组成承力固定框架。框架中间装有活动台，在活动台的上空间可分别进行拉伸、压缩、弯曲、剪切等实验。这种试验机可分别用电动和手摇装置加载。用电动加载时要先将离合器手柄置于“慢速”位置，再开启电动机、通过无级变速器带动底座中的涡轮蜗杆转动。通过螺杆带动活动台和下夹头沿导轨向下或向上移动，试件装夹在上夹头和下夹头中间，活动台向下移动使试样受拉伸，向上移动使试样受压缩。可通过转动手轮来调节加载速度，手轮上的标刻值是指下夹头的移动速度，其速度范围为5～30mm/min。注意只有在电动机运转的情况下，才能通过手轮调节加载速度。为了防止随便转动手轮，平时应该用锁紧手柄将手轮卡紧，以免损坏机件。需要手动慢速加载时，将离合器手柄调到“手动”位置，再摇动手柄7使下夹头移动。如果需要快速调整上下夹头之间的距离，要先将离合器手柄调到“快速”位置，这时电动机和小电动机同时工作，它们带动螺杆5较快转动，从而使下夹头快速移动。开启小电动机要注意两点：，它的功率很小，只能空载运行。第二，它的速度很快要注意及时停机，防止上下夹头冲撞而损坏电动机。
二、测力系统
试件安装在上下夹头之间，载荷通过AB和CE两级杠杆系统传递，带动摆锤绕支点转动而抬起。AB杠杆有两个支点，试样受拉时，以A为支点，B脱离；试样受压时，会自动以B为支点，A点脱离。从而无论试样受拉还是受压CE杠杆的动作均一致，摆锤也总向一个方向摆动，推动水平齿杆22移动，在示力度盘上便可读出试件承受的拉力或压力大小。这种试验机的摆锤分A、B、C三种，对于100KN的试验机，对应的测力范围分别为0～20kN、0～50kN、0～100kN。上夹头及杠杆系统的重量由平衡铊来平衡。实验开始前调整平衡铊使摆杆保持垂直，示力指针对准零点。由于这种试验机的结构特点，零点不易变更，所以无须经常调整零点。
三、操作步骤和注意事项
1、根据要求准备好相应的试件夹头。检查离合器、调速手轮和有关保险开关是否在正确位置上。
2、估算所需的载荷，选择测力度盘，配置相应的摆锤。调节摆杆垂直，调整指针零点。
3、安装试样。如果夹头距离不合适，就要开机调整活动台到合适位置，停机后再装夹试样。对于拉伸试验，要把上下夹头i紧。
4、调整安装好绘图系统以及笔和纸等。
5、正式试验加载：
手动加载：先把离合器手柄置于“手动”位置，再摇动手柄加载。
电动加载：要将离合器手柄置于“慢速”位置，然后开动电动机加载。需要时可通过调速手轮来变更加载速度。
6、实验完毕，立即停机。取下试件，一切复原。
7、注意事项：
1）为了使离合器的齿轮很好啮合，将离合器手柄向“手动”位置调节的同时，要转动手摇加载手柄。
2）必须在加载电动机运转的条件下，转动调速手轮，才能实现电动加载调速。
3）要使电动机改变运转方向，必须先停机，然后再换向。
4）试验机运转时，操作者不得擅自离开，不得触动摆锤，有异常现象或发生任何故障，必须立即停机。
5）小电动机只能用于快速调节活动台的升降，严禁用于加载或卸载。