本发明公开了一种基于密度和压缩感知的齿轮振动信源欠定盲源分离方法，首先，采用小波降噪的方法对采集信号进行降噪预处理；其次，对混合信号使用短时傅里叶变换，实现时域内的卷积混合模型转化为各频带内的线性混合模型；然后，基于稀疏编码的单源点提取方法和基于密度峰值聚类法的振源数目识别方法，实现混合矩阵的有效估计；通过压缩感知方法对源信号进行恢复，获得分离信号；最后，对各频带的分离信号进行次序和幅度修正，然后将分离信号从频域转化为时域。本发明通过密度峰值聚类法进行振动源数目的估计增强对噪声的鲁棒性，降低产生虚假峰值的概率，进而降低振动源数目估计误差，能够有效完成对混合信号的分离工作。