汽车是目前人们出行主要的交通工具,而变速箱作为汽车的重要组成部分之一,在汽车传动系统中起着举足轻重的作用。变速箱是否存在故障会直接影响到整辆汽车的系统稳定性,甚至会影响车内人员的生命财产安全,因此变速箱故障诊断技术一直是工程界和学术界关注的热点问题之一。本文首先就故障诊断技术的发展历程进行了阐述,并对未来可能的发展方向进行了分析,之后介绍了变速箱的结构和工作原理,并在此基础上研究了变速箱的常见故障类型及振动机理。其次,对时域、频域、短时傅里叶变换等传统的分析方法进行了详细阐述,针对它们在对非稳态信号分析时存在的一些不足之处,引入了阶比分析方法。阶比分析方法在分析非稳态信号时拥有着明显的优势,能够有效地避免“频率混叠”现象。文中研究了阶比分析的理论基础,并详细介绍了阶比分析的原理、计算方法及阶比谱的定义。论述了阶比跟踪方法的基本概念,并重点对硬件阶比跟踪与计算阶比跟踪做了研究。通过对比两者的特点并结合本文研究内容最终选择采用计算阶比跟踪方法对信号进行重采样。之后研究了信号的重采样过程,通过重采样成功地将等时间间隔采样的信号转变为等角度间隔信号,最后又重点研究了重采样频率问题,通过合理的设置重采样频率,使之既能够避免“频率混叠”,又能够防止信息遗漏。最后,利用实验验证阶比分析技术的可靠性,通过对某H型变速箱(包括合格变速箱和不合格变速箱)3、4档位在变速条件下进行检测,并对比得到的两类变速箱的阶比谱图,成功地诊断出了变速箱是否出现故障,验证了阶比分析技术在变速箱故障诊断中能够起到很好的指导作用。