滚动轴承是旋转机械中应用最为广泛的机械零部件之一.滚动轴承转子系统支承松动故障是旋转机械故障中比较常见且危害较大的故障,因此需要研究准确且有效的诊断方法.该文以数学、力学、计算机技术、信息科学等现代科学技术为基础,针对旋转机械滚动轴承—转子系统的支承松动故障,建立了具有支承松动系统的力学模型.研究了将现代信号处理方法——小波(包)变换应用于该故障的诊断,并且分析了具有该故障的高速转子系统的复杂运动.对Fourier变换、短时Fourier变换和小波变换三种信号处理方法进行了比较,说明了小波变换在处理瞬态信息较传统方法的优势.建立了具有支承松动的滚动轴承—转子系统的力学模型,针对转子系统在故障下出现伴随振动等瞬态信息和传统信号分析的不足,利用小波变换对支座在正常和松动间隙(δ=0.6mm)情况下的振动信号进行时频分析和奇异性检测,得出了此类故障的特征,并将结果进行了比较、分析;对小波频带能量分析及基于Fourier变换的能量统计进行了讨论.通过对比小波变换和小波包变换分解信号的结构和在各尺度频带的分布,指出了小波包变换在频带能量分析中的优点.研究了基于小波包分解的"能量—故障"诊断模式用于支座松动的诊断,得出了小波包频带能量分析技术对于滚动轴承—转子系统的支承松动故障诊断是十分有效的结论.介绍了混沌理论的基本观点、通向混沌的道路和混沌运动的判定方法.针对转子系统本身的非线性和出现松动故障时表现出来的强非线性,以现代非线性动力学为基础,建立了具有支座松动的高速滚动轴承—转子系统的力学模型,并进行数值仿真.利用相图、分叉图、庞加莱映射图、分形维数等判断混沌特征方法研究了系统随转速和松动间隙的分叉和混沌运动,得出的结论可为该类故障的诊断提供参考.