为了从复杂的非平振动信号中追踪直升机的传动系统轴转速信息，开发了一种改进的广义解调变换方法。首先，利用广义解调变换对目标信号进行移频，移频后目标分量将由非平稳转换为近似平稳；其次，基于频谱细化的短时傅里叶变换（short time Fourier transform， 简称STFT）方法计算得到解调信号时频图；然后，估计信号的瞬时频率，利用迭代计算提升频率估计精度；最后，基于估计的转速信息开展同步分析，提高传动系统齿轮故障振动的信噪比。仿真分析和实测分析结果表明：所提出方法估计的轴速度信息具有较高的精度，满足基于速度信息开展同步分析的需求；利用估计的速度开展同步分析可有效提高信噪比，增强阶次谱上的故障特征，便于准确提取齿轮故障特征。