本发明适用于超声波技术领域，提供了一种机械超声波清洗机，所述清洗机包括：箱体；安装在所述箱体内的清洗篮，用于放置待清洗的零件；安装在所述箱体上的超声波换能器，用于在箱体内进行超声波清洗；还包括：三维振动机构，与所述清洗篮相连，用于带动清洗篮进行全方位的振动方便重叠零件错开剥离污物；以及转动式喷水机构，用于多角度喷洒清水对零件进行清洗；其中，所述三维振动机构包括：重力分布式振动组件，用于通过重力分布的不均匀进行振动；以及推拉式振动组件，用于通过往复推拉施力进行振动。本发明设置有三维振动机构，能带动清洗篮内的零件进行灵活的振动，还设置有转动式喷水机构，能对清洗篮进行多角度的喷水过程，提高清洗效果。