特征向量选择是轴承失效检测与诊断的关键。作为解释复杂系统的动力学行为机制的重要工具，分形理论及分形维数常被用来描述轴承的故障特征，然而某状态下的分形维数难以刻画轴承失效的过程。针对轴承振动的非线性，首先介绍了分形理论，然后尝试选择盒维数及其变异系数作为轴承故障特征，并以IMS的轴承全寿命失效实验数据为样本，对盒维数的轴承外圈失效诊断进行了验证。认为：外圈正常工况与失效工况的盒维数均值差异不大，但失效工况的盒维数变异系数有着显著的增加。通过盒维数的变异性或可为滚动轴承的外圈失效诊断提供依据。