高铁作为我国的明信片、城际间交通的主力,在提升国际影响力的同时为我国社会和经济的发展不断注入新的活力。安全是列车提速的前提,随着我国列车运行里程的积累,高速列车整体安全性和可靠性检测也提出了更高的要求。轴承作为高速列车转向架重要构件之一,对其运行状态进行检测研究,不仅可以防止突发性故障带来的灾难性事故,保障列车正常运行,也可对渐变性故障进行预防,有效改善高速列车轴承的维护方式。本文以高速列车齿轮箱轴承为研究对象,对滚动轴承的种类、安装位置、工况特点、失效形式、振动机理与来源进行分析整理。通过对现有诊断技术及国内研究现状的分析,对基于振动信号的故障诊断方法进行探索,并重点对故障特征提取方法进行研究,基于此,建立基于时域分析通过特征值和概率密度对振动信号进行快速分析。在对信号进行小波降噪的基础上,结合特征频率对振动信号进行频域分析,随后通过小波包分解、标准化熵值、希尔伯特黄变换和相关分析的方式对信号进行特征提取和时频域分析。随后,通过西储大学轴承数据中心的滚动轴承故障数据对于以上方法进行分析验证,以验证方法的稳定性和有效性。在基于振动信号的故障诊断方法研究基础上,对高速列车轴承安全状态检测系统的便携式检测原型机进行设计与实现。通过对振动传感器分析、调查,并结合齿轮箱轴承的振动分析,对传感器、信号采集卡、工控机等系统硬件进行设计实现与集成。随后对监测系统的进行需求分析,将功能模块划分为信号采集模块、时域分析模块、频域分析模块、时频域分析模块以及快速诊断模块,并对各功能模块进行设计与实现,完成便携式振动监测平台的搭建。在实施例中,以中车某整机厂跑合试验平台为依托,对齿轮箱主动端和从动端的三组滚动轴承试验数据进行基于时域分析的快速诊断,随后通过小波降噪,在快速分析的基础上,对信号进行频域分析和时频域分析,进一步对齿轮箱轴承的运行状态进行分析。最终在齿轮箱轴承跑合试验分析的基础上对系统进行完善和优化。