现代数控机床不断向高速、高精、高效发展，随之对主轴箱性能的要求逐渐提升，作为机床最关键的部件，它的动态特性与机床整机性能密切相关，对机床加工精度、表面粗糙度和加工效率有非常大的影响，因此研究主轴箱的动态特性对提高机床性能有重要的理论和应用价值。TK系列大重型数控落地铣镗床是集机、电、液、光等多学科于一体，属于先进制造及自动化技术领域，传动效率高，运行平稳、可靠，操作维护方便，生产效率高。具有铣、镗、钻孔等加工功能，可与高精度数控回转工作台配套使用，实现五面加工，滑枕端面可以安装各种功能附件，进一步扩大加工功能。它是冶金、能源、电力等行业大型零件加工的理想配套设备。本文以武汉某机床厂生产的TK6920大型数控落地铣镗床的主轴箱为研究对象，利用有限元软件对其进行分析与优化，主要工作如下：1、考虑到主轴箱形状复杂且不规则，本文采用建模功能强大的三维软件SOLIDWORKS建立主轴箱三维模型，通过数据接口导入ANSYSY中，主轴箱有限元模型由此建立。2、利用有限元软件ANSYS对主轴箱进行静力学分析，主要是刚度分析和强度分析，并对箱体结构合理性进行评价，为主轴箱优化提供依据。3、通过模态分析，计算出主轴箱的前八阶固有频率和振型。分析结果发现，前几阶固有频率较低，相邻阶次的固有频率出现跳跃现象，主轴箱动态特性有待提高。4、将有限元与优化技术相结合，以主轴箱的筋板厚度和高度为设计变量，在静动态特性分析基础上进行以提高刚度和减轻重量的变形状与尺寸的选型优化。优化后主轴箱结构的刚度提高了12.6%，重量减少了8.8%，主轴箱动态性能得到了显著提升，主轴箱结构也得到改进优化，初步达到了优化目的。