节能减排已经是21世纪最热的主题词，被公认为减缓生态环境恶化、应对全球气候变化最重要的手段之一。针对目前我国经济发展过程中仍然存在的高能耗、高物耗以及环境排放严重的问题，实行节能及低碳发展模式已成为中国实现可持续发展的必经之路。而机械加工设备是生产企业的主要耗能环节，分析其能耗特性并提高其能耗效率，对于实现生产企业节能减排具有重要意义。本论文结合国家科技支撑计划及国家自然基金等项目，针对机械加工设备系统能耗特性及节能方法展开研究。　　首先，在分析世界能源状况和中国实施节能减排的迫切性的基础上，对机械加工车间系统各可能设备系统的能耗特性进行研究；对机械制造车间各可能涉及的设备分类研究；基于机械设备负载及驱动特性，建立了设备能量传递函数关系，并在设备负载、驱动特性及能量传递关系的研究基础上，分析了机床无功补偿、机床与电机匹配、机床电磁悬浮轴承、机床压缩空气及液压等节能途径。研究各节能途径，并验证节能途径的可行性及实用性，对某些节能方法进行实际应用以验证可行性。　　其次，针对机床设备研究基于生产调度的节能方法，结合机械设备加工系统，提出了一种基于批量分割及交货期约束的机床节能型优化调度方法，较好地处理了节能型生产任务安排与生产效率及机床资源利用效率之间的矛盾关系，建立了相应的数学模型。并结合某真空断路器开关执行机构铸钢零件组数控加工案例，对基于遗传算法的模型求解及应用过程进行了说明。　　最后，针对车间机械加工机床研究机床能量回收节能方法。提出了一种机床制动能量回收实用化方法，该方法以机床断电后其传动件所剩余的动能作为回收能量源，通过电磁感应方式将动能转换为电能，进而以电能的形式予以回收再用；提出一种机床空转能量回收理论，并验证机床空转能量回收理论的可行性。