机械传动系统由于长期在升速、降速或变载等变工况下运行,轴承等基础部件易出现故障。因此,针对变转速过程中的轴承展开特征提取和故障诊断技术研究具有重大意义。本论文通过参数化时频分析方法直接从振动信号中提取转速信息,结合一系列高效信号处理方法,对变转速工况下的机械传动系统轴承进行故障诊断,取得一定的效果。具体工作安排如下:1、针对特殊设备不便安装转速计或编码器,无法获得键相信号,难以进行变转速轴承故障诊断的问题,提出了核回归残余分解增强的多项式调频小波变换故障诊断方法。该方法克服了传统计算阶比跟踪方法对速度传感器的依赖,直接从振动信号中获取转速曲线。结合核回归残余分解自适应分解方法,成功提取故障特征。实验表明,该方法可以成功诊断出无键相变转速运行的轴承故障。2、针对转速波动过大甚至发生突变,普通时频分析易发生能量泄露,难以准确提取转速曲线的问题,提出了基于样条调频小波变换的角域同步平均故障诊断方法。角域同步平均将时域同步平均拓展到角域信号,能有效去除噪声及不相关的周期性冲击干扰,从而提取故障特征。该方法实现了大幅度波动的转速曲线精确提取,并成功诊断出强噪声背景干扰下的轴承故障。3、针对变转速工况轴承故障特征提取受到强噪声背景及其它零部件工作冲击的干扰的问题,提出了基于多项式调频小波变换的最大相关峭度解卷积故障诊断方法,克服了峭度易受信号中单个或少量高幅度脉冲影响的缺点,充分考虑冲击分量的周期性特征,有效提取故障特征。仿真与实验表明,该方法可用于变工况下轴承微弱故障的诊断,特征提取能力优于传统方法。