小波分析是近年来迅速发展起来的一门理论，在图象处理、通信和地球物理研究方面取得了成功的应用。小波包变换是小波变换的推广，共同构成了小波分析。本论文围绕小波变换和小波包变换在齿轮箱故障诊断中的应用进行了理论研究和实验验证，将小波分析这一时频分析方法应用到机械设备故障诊断领域。主要内容如下： 首先，研究了小波分析在故障诊断中的意义，从诊断理论和故障信号特点两方面说明对故障信号进行小波分析是诊断过程的内在要求；其次，研究了小波分析的理论基础，重点说明其工程解释，并通过分析具体的性能指标得到适合故障信号分析的小波母函数；第三、研究了小波分析在非平稳信号分析方面的实际应用，说明了小波分析对此类信号分析有着傅立叶分析不可比拟的优势。成功的通过小波分析提取出武钢大型厂高速线材轧机齿轮箱输出接手螺栓拉断故障特征，捕捉到故障信息，为今后判断、预防同类事故及事后确定故障部位提供了有效的分析手段。第四、研究了小波分析在信号消噪方面的实际应用，分别对仿真信号、实际信号进行了小波消噪及小波包消噪，取得了较好的结果。最后研究了小波分析在频带能量特征提取中的实际应用，通过实例分析，说明其可以较好的诊断故障。 综上所述：将小波分析应用在齿轮箱等机械的故障诊断，可以提取其它方法无法得到的一些重要特征。为发现设备隐患，进行故障诊断提供了一种可行及有效的方法。