机械振动是一种特殊的运动形式,在工程实际中,机械振动非常普遍。工程中有利用振动的原理设计出许多振动机械,如振动机床、振动输送机、振动打桩机等;但机械振动也有不利的一面,例如,游轮在海上发生振动造成船体断裂,共振引起桥的坍塌,由于存在机械振动而导致生产出来的产品不满足精度要求等。随着机械工业和科学技术的不断发展,愈来愈要求高精度、高稳定性以及低噪声的产品。所以振动是现今科学界亟待解决的问题之一。齿轮是机械设备中主要的机械传动工具,齿轮在啮合过程中可能会出现磨损、裂纹、断齿等故障,这些故障会导致机器在运行的过程中产生振动与噪声,影响齿轮传动的平稳性,会产生巨大的危害,因此齿轮传动系统的故障诊断具有重要意义。当机械设备出现故障时,其振动响应也会发生变化,可以利用振动响应来进行机械故障诊断。振动机械体积巨大,拆卸困难,不便进行故障诊断,同时也为了降低机械故障诊断的成本,因此,设计一种振动实验台是有必要的,振动实验台提供圆振动、直线振动以及椭圆振动,实现轴承状态监测、齿轮故障诊断以及弹簧一致性检测,提高了机械故障诊断的效率。本文的主要工作如下:（1）根据振动实验台要能够产生圆振动、直线振动以及椭圆振动三种运动方式,通过改变偏心块的质量和数量来实现,完成相关部件的参数计算,设计一种结构简单,便于零部件检测的振动实验台;（2）建立齿轮副三维实体模型,将模型导入有限元软件ANSYS中,进行有限元分析,计算出正常齿轮副的啮合刚度以及模态频率。建立齿根裂纹和断齿齿轮副有限元模型,进行有限元分析得到两种故障齿轮副的啮合刚度以及模态频率,通过与正常齿轮副的动态响应对比,完成两种故障齿轮副的故障诊断;（3）在振动实验台的基础上求得齿根裂纹齿轮副以及断齿齿轮副的动态响应,通过与正常齿轮副的动态响应实验值对比,建立齿根裂纹与断齿齿轮副的故障诊断机制。