滚动轴承的振动信号是故障诊断中常用的征兆提取量，它对轴承工作状态变化的反应迅速、全面、真实，且能很好的反应出滚动轴承绝大部分故障的性质、范围和严重程度，并且有很多先进有效的分析方法可供选择。本文将基于振动信号的故障诊断方法与虚拟仪器技术相结合，对轴承故障诊断仪进行了设计，并通过实验测试对其有效性和实用性进行了验证。本文首先以滚动轴承的结构、载荷分布以及各元件间的运动关系为理论基础，对轴承的损伤形式、故障机理和故障特征进行了研究。其次，从时域、频域和时频域三个方面，对滚动轴承故障诊断的信号处理方法进行了分析、研究和对比，并对其在实际应用中的有效性进行了分析。时域分析主要介绍了振幅值诊断法、波形因数诊断法、概率密度诊断法及峭度系数诊断法等简易诊断方法。频域分析重点介绍了频谱分析法、倒频谱分析法、细化谱分析及包络解调分析等信号处理方法，其中，包络解调分析法是现有方法中最行之有效的轴承故障诊断方法。时频域分析是对信号的频谱含量随时间变化的描述，本文对窗口（短时）傅里叶变换、小波变换和Hilbert-Huang变换进行了深入的研究，并对其在实际应用过程中的优缺点做了分析。然后，基于信号处理方法理论和虚拟仪器技术，对滚动轴承故障诊断系统进行了总体设计。软件部分详细介绍了故障诊断仪功能模块的实现，硬件部分主要介绍了滚动轴承试验台的设计，以及轴承、传感器、采集卡等型号的选择和安装。最后，在上述工作的基础上，完成了滚动轴承故障诊断仪的开发和滚动轴承试验台的搭建，并利用该试验台对滚动轴承故障诊断仪进行了大量的实验测试。实验结果表明，本文开发的滚动轴承的故障诊断仪，能有效的识别轴承的典型故障，可以应用到滚动轴承的故障诊断中去。