瑞典人奥涅尔从1874年开始整整花费了15年的时间，发明了齿数可变的齿轮，从而设计成功一种新型的计算机。这种计算机的结构和外观更接近我们现在比较熟悉的式样。直到二十世纪二十年代，奥涅尔机都是一种主要的计算机器。但是，包括奥涅尔在内的计算机发明设计者，他们的设计的根本缺陷是只能做简单的四则运算。其中根本没有称得上程序控制的机构。一直到1938年，德国工程师朱斯他设计的第一台计算机z―1号完成。这是一台纯机械结构的机器，运算速度慢，可靠性也差。朱斯决心采用电磁继电器来改进z-1，但不久由于应征入伍而中断。1941年，他的z―3计算机开始运转，这是世界上真正的第一台通用程序控制计算机。
奥涅尔计算机的主要特点是，它利用齿数可变的齿轮，代替了莱布尼兹的阶梯形轴。其中，字轮与基数齿轮之间没有中间齿轮，数字直接刻在齿数可变齿轮上，置好的数在外壳窗口中显示出来。它是后来流行几十年的台式手摇计算机的前身。
奥涅尔后来在俄国批量生产他研制的计算机。国外的许多公司也在纷纷按照类似的结构原理生产计算机，其中最著名的是德国的布龙斯维加公司，他们从1892年起投产，到1912年，年产量已高达2万台。
在19世纪80年代，各种机械计算机都采用键盘置数的办法。键盘式计算机在进行除法运算时，要注意听信号铃声，当减去除数的次数过头时，就会响铃，提醒操作都将多减的次数补回来。1905年，德国人加门开始在键盘置数的计算机中，采用“比例杠杆原理”，计算机操作时噪声小，而且在作除法时不用去注意铃响了。这种计算机逐渐成为流传很广的一种机械计算机。
1936年荷兰飞利浦公司制造的一种
二进制手摇机械式计算机。手摇式
机械计算机由于结构简单，操作方便，曾经普遍使用，并延续了较长的时间
手摇计算机一般只能做
四则运算，
平方数，
立方数、
开平方，
开立方，如果需要输入三角函数和
对数，都需要查表。如果计算中有括号，麻烦极了。使用中的正摇几圈，反摇几圈，还要用纸笔记录。曾被用于我国第一颗原子弹的研制。
手摇计算机的价格按照时价计算，价格不菲。有了价廉物美的
计算器，没有人再用手摇计算机了，更不用说电脑的普及了。过去只有单位才有，一般人还买不起，如果谁手头有手摇计算机，可以当作收藏品。