滚动轴承是机械设备中最常见的零部件,它的运行状态直接影响到整台机器的功能,因此对滚动轴承故障诊断的研究十分重要。滚动轴承振动信号包含丰富故障信息,且所需监测设备相对简单,信号分析技术也比较成熟。本文以滚动轴承的振动信号分析为基础,分析了滚动轴承典型故障的故障机理及其振动特征,介绍了滚动轴承振动信号分析与故障诊断的方法,重点研究了时间序列分析法在滚动轴承故障诊断中的应用。针对滚动轴承系统外表面振动信号的非平稳特性,引入时变非平稳时间序列分析法。简要介绍了时间序列分析的原理,对ARMA模型、ARIMA模型的参数估计、模型定阶、建模分别作了具体介绍,研究了时变非平稳时间序列应用于滚动轴承故障诊断的可行性。设计实验方案并在实验台采集了滚动轴承多种运行状态下的振动信号,并用时域分析、频域分析、时-频分析中的一些常用的方法和时间序列分析法对信号进行了分析,找出各方法的优缺点及其与各故障形式的映射关系。