机械所的第一个工作目标是，制作一个旋转的工具，张帅的设想是，造一个类似自行车脚蹬的动力机构，人踩在上面，可以提供相对稳定的动力，因为没有皮带轮传动，这个脚蹬产生的动力只能通过齿轮，带动磨具或者圆锯的工作。
不管是脚蹬，还是最后要加工的东西，暂时还都是木制品，研究所的人都不理解：直接拿凿子就能做的事，费这么大劲，有必要吗？
看在高工资的面子上，大家只是跟着干，并不提反对意见。所里初期一共只有12个人，分成了6组，每组制作几个木制零件，还有一块需要修整成圆形的磨石。
经过几天的生产和磨合，机器总算组装到一起能动了，这第一件旋转动力是人力的，零件误差也大，材料摩擦也大，蹬起来真是累人，还有奇怪的噪声，一群人也终于知道它的功能——可以磨制铁件。
原来铁件要么是铁匠打成的样子，精加工一般都是手工磨，形状不能太复杂，而这个机器可以磨出齿轮的形状，这在以前是不可想象的，如果用原来的方法造齿轮，只能是直接铸造，那需要很高的温度，一般的地方真做不到，精度比这个还要低。
张帅需要把机械制造用的各种工具都做出来，才能发挥出机械生产的高效率。同时，也需要让研究所的人都能理解“旋转”，“旋转”会极大的提高加工效率，因为这种力量可以标准化。
研究所以研究为主，每天都会有专门的讨论时间，主要方向就是如何提高速度，如何减小摩擦，如何提高精度，如何扩展应用范围。
张帅演示了旋转磨机后，又造了一个铁制的圆锯片，可以把薄薄的木板快速切成两半，线条直的就像老师傅锯出来的一样，但厚一点的木板根本锯不动，有时还会把整个传动系统别出来毛病。
看到这个结果，有人议论：“这东西还是不行啊，只能对付薄板，厚的还要咱们上，也没有多大用处。”感觉大师傅弄出来这个工具费劲不小，作用不大。
张帅不以为意，晚上讨论的时候，大家七嘴八舌地提出电锯的问题时，张帅反问：“如果让这个锯的速度增加10倍，把锯齿密度增加一倍，会不会还锯不动厚木板？”
“增加10倍，谈何容易，我看不需10倍，只需2倍，咱们中间这些木轮都会碎裂。”一位年龄大一点的师傅说道。
“锯齿密度增加一倍，也太难了，咱们在这个锯上打齿，用了8天，再增加一倍，难度增加，更难办了。”另一位加工齿轮的师傅也说。
“动力这边，人力也有限，快一倍，可能加点劲就行，快两倍，就太难了”另一人接着说。
众人提出一堆问题，感觉这个想法不是太靠谱，张帅叫人把这几条都写在黑板上——这是他们为了讨论问题专门制作的，然后后面打了个问号，等人拿出解决方案。
盯着几个问题看了一会，一个年龄稍小的师傅指着第一个问题说：“这个……能不能把齿轮都换成铁的，这样就不用担心碎裂了。”
“齿轮太重，力量都浪费了，动力传过去的太少。”
“太难加工，时间太长。”
“完全没有价值。”
众人又七嘴八舌地议论，张帅却叫人把这个答案写在黑板上。
又讨论了一会，另外2个问题也有了答案，一大半人都认为黑板上的答案没有价值，张帅说，既然没有更好的办法，就按这个办法。
在第一台简易旋转磨床的帮助下，十几个人用了一个月，终于造出了一台铁制圆锯，当然不只能当锯，也能磨。
这台电锯的制作过程，让师傅们充分感受到了磨床的价值，也对这个能10倍速工作的电锯有了些许期待，有了它，厚木板也能锯开，会大量节约人力，金属加工也会容易很多。
高速电锯造出来后，张帅没有着急造下一件工具，而是让大家用高速电锯为工具，再造一台同样的，张帅的估计是20天。在这台高速电锯的帮助下，第二台高速电锯用了19天完成，如果再造一台，半个月就能完成。
机械研究所就这样，每天都有一些设计，想办法把设计造出来，有些造出来很有用，有些东西造出来用不了，这样磕磕绊绊将近一年，机械所基本把机械加工的工具都造齐了，想加工个什么东西，基本都会有合适的家伙。研究所里的人也已经习惯，把所有需要的动力，都用旋转来解决。
研究所给每个师傅都招了两三个徒弟，房间也从一大间屋子，变成很多间大屋子，各种不同的工程，也都分开到不同的屋子，机械加工逐渐有了个样子。
到这个时候，制造自行车样机的条件基本成熟了。第一辆自行车没有动力系统，让他工作有两种方式，人用脚蹬地滑行或者在高处往下滑，这辆车几乎完全是木头，张国庆一直关注自行车的制作，看到第一辆车完工，很高兴，亲自试骑，可惜没有动力系统的车并没有实用价值，除此之外，因为没有车胎，路又不平，从高坡上滑下来时感觉几乎会把骑车人骨头震开，因此张国庆想起原来自行车的名字就是“震骨车”。
张帅考虑在当前的技术条件下如何给自行车加入动力系统，而张国庆则考虑另外两个问题，一是车胎的原料橡胶，陈宇峰要尽快开始南洋航线，争取快速找到橡胶，第二件是就是修路，柏油路的条件基本没有，但巨资修水泥路还是有可能的，硅酸盐工程中的玻璃项目占用了他所有的“化学家”，而玻璃项目进步的余地还很大，从中抽取人力是不理智的。实在不行，就再组织些人研究水泥，他明白，现在他的情况是要钱有，要人没，这件事只能等。
张国庆每星期讲四节课，他没当过教师，教学上没有条条框框，只有一个目的，就是调动学生的积极性，他不停的制造一些问题，让学生思考，每人把答案写出来，然后再辩论，最后他裁判，学生听的兴趣很高，但同时也有一个严重的问题：物理是一门有一定难度的学科，能跟上的人越来越少。
张帅要求机械所全体成员都要听张国庆的课，开始被手下认为是“拍领导的马屁”，听了几次课后，他们也感觉到听课的必要性，开始主动听课。此时张国庆讲的是力学三定理，这是机械制造的原理学科。有一次，张国庆讲的液体传递压力的“帕斯卡”定理，机械所有个叫马三奇的小学员听了后交给张帅一个方案，要求试制一台液压机，张帅当然非常高兴，立即批准，结果用了半年多的时间，终于在年底的时候造出了一台，理论估计可以产生几十吨的压力的机器，这在机械铸造上可是重要的进步。
张国庆每天都感觉有太多的事需要做却没人做，有一天又在感叹，又被王丽听到，王丽很不以为然，认为他的方法有问题，没有做，谁也不知道哪个人能做，现在有的是银子，应该换一种选人的做法，比如招标，一是看谁有好的创意而没有钱干，可以听他讲，然后决定是不是投资，二是计划研究的项目，也可以招，写出需求，愿意干的把自己的方案写出来，统一评判。“马三奇如果不自己提出来要造液压机，谁会想到把这个项目给他？他只是张帅那里一个普通的小跟班！”
王丽这些话让张国庆思考了很长时间，最后还是让王丽把细节拿出来，比如如何防止诈骗。本来王丽也只是说说，现在让她拿方案，她想了很久，最后发现防诈骗的关键在财务人员，重点是派驻财务经理，这就需要培训一些财务经理，于是把培训一些女性财务经理放在第一条，然后粗略地定了些条目给张国庆看。张国庆看了方案后，对王丽说：“又要辛苦夫人了，你是学财务的，看看怎么能速成一些财务人员吧。”