齿轮作为机械设备中的连接和传递动力的通用零部件，由于其结构复杂，工作环境恶劣等原因，容易受到损害或出现故障，直接影响到整机的运行状态甚至危及人身安全，因此齿轮故障的诊断研究具有重要的理论意义和实用价值。本文针对齿轮系统的故障诊断问题，从故障振动模型、故障机理、故障动力学、实测齿轮故障振动信号等几个方面进行研究。主要内容有： 　　(1)简述了齿轮系统动态激励的基本原理，建立了简化啮合振动参数模型，分析了含有故障的齿轮振动数学模型，以及模型的主要影响参数和故障激励函数的计算方法。 　　(2)针对齿轮故障的振动数学模型，根据不同的故障函数推导出齿轮两类典型故障的振动机理，分析了两类故障振动信号成分的异同点，并采用数值积分方法求解模型，对齿轮故障机理进行了数值仿真。 　　(3)利用齿轮模拟故障试验台实际测取了齿轮故障的振动信号，并采用EEMD方法自适应的分解信号，然后选取与故障相关的分解结果分量做瞬时能量密度谱分析来提取故障频率特征，诊断出了齿轮的裂纹故障和均匀磨损故障，验证了齿轮故障的振动机理。 　　(4)将混沌振子检测理论引入到齿轮故障诊断当中，依据振动模型研究齿轮在不同转速工况和不同故障参数条件下的动力学行为，通过分岔图、相图、功率谱图和时间历程图分析齿轮振子的相轨迹变化差异，进行齿轮的故障诊断分析。 　　最后，对论文进行了总结，同时对未来研究工作给出了展望。