本文简述了机械故障诊断的意义、目的和研究现状及其发展趋势。以矿用齿轮箱为研究对象,分析和研究了齿轮箱运行当中出现的各种动态激励,通过建立物理模型分析了其产生振动故障的机理,并分析了齿轮箱几种常见的典型故障及其故障特征。研究了小波分析及其在齿轮箱故障特征提取与故障诊断中的具体应用,通过小波分析可以有针对性地对感兴趣的频段进行故障特征提取,并且还能有效地抑制噪声,提高分析诊断的准确性。研究了齿轮箱振动调制现象,利用Hilbert包络解调方法有效的实现了齿轮箱故障特征提取。研究了双谱及其对角切片谱的除噪性能及其在齿轮箱故障诊断中的应用,结论表明,高阶谱可以有效抑制高斯噪声,准确地提取故障特征,还可以检测二次相位耦合现象。研究了小波分析与Hilbert包络解调及双谱分析相结合的故障特征提取和故障诊断方法,结果表明,相融合的方法更有针对性、更有效地提取出机械设备的故障特征,反映出机械设备中的某种非线性振动故障及二次相位耦合,从而实现机械设备的准确故障诊断。