本发明公开一种齿轮故障诊断系统,第一转速检测器设置于齿轮箱输入轴,第二转速检测器设置于齿轮箱输出轴,数据采集卡采集存储转速信号,转速信号通过数据采集卡传递给数据处理器,数据处理器根据转速信号分别计算输入轴转角和输出轴转角,并通过输入轴转角和输出轴转角计算得到动态传递误差;数据分析器得到数据处理器的动态传递误差,对动态传递误差进行时域和频域分析,从而得到故障信息。相对于传统的振动测量方式,其结果更为直接,直接反映输入轴与输出轴的工作状态,测量分析结果更为准确。本发明还公开一种齿轮故障诊断方法,该方法以输入轴转角与输出轴转角为依据,计算得到动态传递误差,减少中间传递过程形成的干扰。