目前行星齿轮箱已经在军用和民用装备中广泛应用，研究行星齿轮箱的故障诊断方法意义重大。为了研究行星齿轮传动的故障机理，揭示其故障特征，建立了行星齿轮系统的动力学模型，研究了齿轮裂纹对齿轮啮合刚度的影响，得出了正常、太阳轮裂纹和行星轮裂纹等三种状态下系统的振动响应。提出了基于包络排列熵的特征提取方法，以判断行星轮系的运行状态。最后通过实测信号验证了所提特征的有效性。

针对行星齿轮箱在运行时产生的非线性非平稳振动,且故障特征信号微弱等问题,将量子理论引入到信息熵的计算中,提出一种全新的特征提取方法-非线性量子信息熵。根据量子理论的基本概念,建立了振动信号的多量子位系统;分析了将量子理论引入到信息熵中的可行性,进而提出了非线性量子信息熵基本原理,并对行星齿轮箱三种运行状态振动仿真信号的非线性量子信息熵进行了分析,说明了量子信息熵作为行星齿轮箱特征的可行性;最后以行星变速箱故障试验台采集到的五种状态信号为例,计算其非线性量子信息熵,并与时频熵和样本熵计算结果对比。结果表明,非线性线性量子信息熵能够有效的提取行星变速箱运行状态特征。

快速峭度谱因其对瞬态冲击信号具有快速检测的能力,在旋转机械故障特征提取中得到广泛应用。提出了基于快速峭度谱的机械故障特征提取流程,并将快速峭度谱应用于某型坦克变速箱复合行星齿轮的故障特征提取中。首先,分析特定工况下齿轮正常和剥落故障两种状态的信号,与传统包络分析结果进行比较,结果表明,基于快速峭度谱的故障特征提取方法能够显著增强故障特征频率的幅值。为了验证测点的工况适应性和特征提取方法的有效性,考虑挡位、转速和载荷等因素,设计了32种试验工况,分析各个工况的试验数据,研究了转速、载荷等工况参数对故障特征提取的影响。结果表明,所选测点在各工况下采集的数据均可有效提取故障特征频率,转速和载荷的增加有助于故障特征提取。