本发明公开了基于调频字典的齿轮箱变转速下分布型故障特征提取方法,包括步骤:S1、采集变速工况下包含齿轮分布型故障特征的振动加速度信号;S2、应用频谱校正技术计算齿轮箱的瞬时啮合频率,从而获得参考轴的瞬时转速和转频;S3、基于参考轴转频,构造时域调频字典;S4、基于采集的时域振动加速度信号和构造的调频字典,利用分裂增广拉格朗日收缩算法(SALSA)求解稀疏系数并进行信号重构;S5、根据重构的信号,分析其阶次域特征,以用于故障诊断。