为检测故障齿轮劣化程度并进行有效的程度评估，通过有限元法建立含有正常、裂纹和断齿等3种齿轮状态的二级直齿轮减速器系统模型。首先，分别计算3种状态的齿轮时变啮合刚度，并综合考虑轴承支撑刚度，得到了3种不同状态下的轴承振动响应；其次，引入多元多尺度样本熵（multivariate multiscale sample entropy，简称MMSE）对故障齿轮的劣化程度进行分析；最后，引进奇异值分解（singular value decomposition，简称SVD）算法进行预处理，以达到更好的诊断效果来综合评定故障齿轮生命周期的劣化程度。结果表明：齿轮发生故障时，主要导致时频域信号发生转频调制，时域存在有规律的冲击，频域出现边频带，且分布在输入轴的转频及其倍频和啮频及其倍频处；随着故障程度的增加，劣化越发明显，频率成分也发生改变，致使MMSE值也随之变化，且整体呈单调递减趋势；SVD-MMSE算法能有效地对齿轮故障程度进行判别，降低了噪声对于劣化程度检测准确性的影响。