随着设备的复杂化、自动化和连续化程度的提高，齿轮和齿轮箱的故障和失效给整个生产造成的损失也越来越大，更有可能危害到操作人员的生命安全，因此研究和探索新的更有效的齿轮箱故障诊断方法就显得十分的重要和迫切了。本文在研究基于能量耗损故障诊断实验方法的过程中，利用虚拟仪器技术开发了一个齿轮箱故障诊断实验平台，保障了基于能量耗损故障诊断这一新方法研究的顺利进行。本研究以PC机为核心，在传感器、信号调理器、PCI数据采集卡等硬件的基础上，利用Labview软件所具有的强有力的信号分析、处理功能和良好的用户操作界面，开发一套用于信号采集、分析及分析结果评估的实验平台。为研究基于能量耗损的故障诊断方法，要求该测试平台不仅能够适应试验台的实际条件，可以实现多种实验条件下的测试要求，具有测试参数种类多、测试精度高、数据分析处理能力强等特点，而且具备较强的通用性和可移植性。具体研究内容包括以下几个方面：（1）分析研究了信号的时域分析、频域分析、小波变换、流形学习等信号分析和特征提取方法的原理，为测试平台开发工作提供了理论的基础。（2）分析研究测试平台功能的需求和总体目标。通过测试平台需求分析来设计系统的各个组成部分。（3）设计并实现齿轮故障诊断的硬件系统，主要工作包括试验台的设计与搭建、传感器、信号调理模块和数据采集卡的选择、调试和安装。（4）开发基于虚拟仪器的软件平台，该平台不仅实现对试验台上各类信号的采集、显示以及数据存储等工作，而且实现了数据处理的功能，针对试验台上的各种信号，采用多种数据处理与特征提取的方法，包括数据回放、数字滤波、时域分析、频域分析、直方图分析、自相关分析、小波分析、流形学习法等。与此同时，在Labview上实现基于支持向量机的故障分类，以此来评价特征提取的效果和实现故障诊断功能。（5）最后通过试验验证了测试平台的各种功能，于此同时，提出了一个基于时域-流形学习的能量信号特征提取方法，验证了基于能量耗损故障诊断方法的有效性，评价了测试平台的可靠性和实用性。