大型机械设备大多在非平衡与重载条件下工作，且工作环境相当恶劣，因此，轴承是最易损坏的零部件之一。与其他零件的寿命情况相比，滚动轴承寿命的离散性很大，进行轴承故障诊断的研究对于降低事故的发生率，消除安全隐患并提高生产率具有重大的意义。　　首先，简要地介绍了滚动轴承的结构和工作原理，并列举了滚动轴承几种比较常见的失效形式及其引发轴承振动的原因、振动机理，重点讨论了滚动轴承外圈、内圈和滚动体表面存在单一损伤点故障时的振动理论模型及其故障频谱特征，总结了滚动轴承传统检测和故障诊断的分析方法，以及在滚动轴承故障振动信号的特征提取方面存在的缺陷。　　其次，为了有效地提取轴承故障振动信号的故障特征信息，提高诊断的精确性，论文详细论述了小波分析的基本理论和有关算法。采用仿真信号证明了小波分析在信号降噪和单一频率特征提取方面的有效性。在传统小波包分解的基础上，引入了小波能量矩的概念，对传统小波包分解进行了改进，并通过仿真信号和实例验证了改进小波包能量矩分析法，在提取信号瞬变特征方面的可行性，为滚动轴承的监测与故障诊断提供了一个崭新的思路。　　最后，设计和开发了一套基于LABVIEW虚拟仪器的滚动轴承在线监测与故障诊断系统。该系统融合了振动时域特征参数指标、频谱分析法、共振解调分析法和小波分析法，能够从多个侧面和角度反映轴承的运行状况，可以精确地提取轴承振动信号的故障特征信息，并判别滚动轴承的故障缺陷和类型。