针对齿轮箱振动信号受复杂传递路径、强背景噪声的影响导致早期微弱故障难以诊断的问题，提出了一种基于多元变分模态分解（MVMD）和多点最优最小熵反褶积调整（MOMEDA）的齿轮箱故诊断方法。首先，利用MVMD将融合后的多通道振动信号进行模态分解得到一系列表征信号局部特征的IMF分量；其次，引入峭度值（Ku）选取最佳模态进行信号重构，剔除含噪声分量高的IMF；最后，对重构信号进行MOMEDA特征提取识别故障频率，达到故障诊断的目的。通过仿真和实验数据研究，结果表明所提故障诊断方法可以有效剔除噪声分量的干扰，识别出信号中的故障冲击成分及其倍频进而确定故障类型。MVMD-MOMEDA方法解决了在单一通道问题上无法处理多源信号的缺点以及早期微弱故障特征难以提取等问题，为故障诊断和多源信号处理方面提供了新的研究思路。