轴箱轴承是列车走行部的核心部件，其健康状况与列车运行安全密切相关。通过对轴箱轴承结构和常见故障产生的机理进行分析，对典型故障产生的振动信号特性进行了研究。为了对轴承的故障情况进行快速评估，选取了烈度、峭度、裕度、脉冲指标对振动加速度信号进行分析，使用频域积分方法实现了振动加速度信号向振动速度信号转换，从而可以使用一组振动加速度信号得到四项指标。在频域分析中选取了共振解调和局域均值分解两种方法进行信号解调工作。重点对局域均值分解方法进行了研究，将其运算流程与经验模式分解进行了对比，从滑动平均窗口长度、端点效应和乘积函数筛分停止准则三个方面深入研究了影响局域均值分解性能的因素，提出了改进方法并使用仿真信号进行了验证。以理论分析为基础，结合实际需求，提出了轴箱轴承状态检测与故障诊断系统的设计方案，介绍了硬件选型情况、数据采集方案，使用LabVIEW图形化开发系统，结合NI-PXI数据采集、分析设备，开发了一套轴箱轴承状态检测与故障诊断系统软件并详细阐述了软件开发过程。使用轴箱轴承故障诊断试验台和轴箱轴承状态检测与故障诊断系统对正常轴承、外圈故障轴承、内圈故障轴承、滚子故障轴承进行了试验，获取了各轴承的烈度、峭度、裕度、脉冲指标并进行了对比验证，证明了系统的有效性。通过对三种故障轴承振动加速度信号进行基于共振解调和局域均值分解的频域分析，得到了与实际故障情况相吻合的结果，同时也验证了改进后的局域均值分解具有更优秀的性能。