本发明公开了一种变转速行星齿轮箱故障诊断方法，该方法选取形态滤波对信号进行降噪处理，根据振动信号的任意冲击参数而自适应的选择相对应的结构元素，并且针对该冲击只需利用最佳结构元素计算一次，在滤波精确性和运算效率上都有了大幅度的提升。首先，应用转域重采样技术对原始信号进行重采样，得到仍被强噪声淹没的等角域稳态信号；其次，利用变多尺度形态滤波器对重采样信号进行滤波，获取包含故障信息的噪声干扰较小的信号；最后，对滤波信号进行故障特征提取，并和运用重采样提供的采样参数计算得到的可能故障频率进行比对，判断行星齿轮箱故障类型。通过对仿真信号和实验信号分别进行分析，该方法能够有效找出对应故障特征。