针对风电机组齿轮传动系统中故障信号复杂、微弱而难以识别的问题,从齿轮箱内部动态激励和箱体表面振动响应信号出发,总结了不同故障状态下的故障特征。并通过传递特性分析,揭示故障激励的传递特性及各级啮合之间的连带影响关系,为含行星轮系的多级齿轮传递系统故障诊断提供了理论基础和依据。以风电机组故障模拟试验台为研究对象,分别建立正常状态、定轴齿轮裂纹故障状态、行星齿轮缺齿故障状态、行星齿轮磨损故障状态、定轴齿轮齿根裂纹-行星齿轮缺齿耦合故障及定轴齿轮齿根裂纹-行星齿轮均匀磨损耦合故障状态下试验台系统的三维实体刚柔耦合模型。通过动力学仿真得到对应故障状态下箱体内部各对齿轮啮合处的啮合接触力信号,揭示多级传动系统中3种单故障、2种耦合故障情况下系统内部激励信号故障特征,对实验所测得的箱体表面振动信号具有指导意义。故障状态下箱体表面振动信号成分复杂,且同一故障的故障特征在不同测点反映情况不同,这涉及到振动信号由箱体内部传递至箱体表面时经不同路径而引起的变化。依据系统辨识方法及理论,以上述动力学仿真所得箱体内部轮齿啮合接触力力信号作为输入,以实验所测箱体表面振动响应作为输出,建立信号不同路径下传递函数模型。通过正常及不同故障状态下系统的传递特性进行分析,依据各传递路径的成分组成、幅值变化以及贡献量大小,揭示齿轮内部接触力信号传递至箱体表面响应点过程中的对应路径之间相互影响的连带关系及由此引发的连带故障传递特性,实现了多级齿轮传动系统单一故障、耦合故障状态下故障特征的辅助识别。