旋转机械并非都工作在转速不变的工况下，比如说转炉的倾动机构和轧机的传动机构，此时传统的故障诊断方法并不实用，不能进行有效的诊断，如果能够对旋转机械升降速工况中的振动信息进行有效分析，则对故障诊断具有独特的价值。而滚动轴承又是众多旋转机械装置中不可或缺的零部件之一，所以对变速工况下的滚动轴承做行之有效的故障诊断具有重大意义。然而在变速工况下运行的滚动轴承的故障信息是一种具非稳定性特点的信息，如果直接采用传统的FFT分析就会出现严重的“频率混叠”现象，难以提取故障特征。随着计算技术的不断发展，近年来出现的计算阶比跟踪技术对这一问题做了有效的解决。其通过用转速脉冲信号对时域振动信号进行角域重采样，实现了时域非平稳信号向角域平稳信号的转化，这样就将非平稳信号过渡到了平稳信号，然后再进行分析，因此本文的研究内容如下：首先，分析了滚动轴承的故障类型、振动机理及其频率特征；其次，通过仿真信号实例说明了升速过程信号的“频率模糊”现象，并且应用计算阶比跟踪理论有效的解决此问题；最后，以计算阶比跟踪理论为基础，通过与其他诊断方法进行结合，对滚动轴承的故障信号进行深入的研究。通过仿真信号和实验案例两个方面对所提出的理论进行了论证。本文基于振动信号测试，主要应用计算阶比跟踪基础理论，并结合EEMD方法、小波包方法以及能量阶次谱和包络阶次谱等方法，对滚动轴承变速过程中的故障信号进行深入的研究，经过一系列实验验证和对比分析，结果准确且具有一定的实用性，表明本文提出方法的有效性，进而能够对滚动轴承变速过程的故障问题做出诊断。