Het opwindmechanisme van een muziekdoos werkt met een cilinder die beweegt zolang het mechanisme is opgewonden, vergelijkbaar met een mechanisch horloge. In tegenstelling tot het draaimechanisme dat alleen geluid maakt tijdens het draaien van een hendel, heeft het opwindmechanisme een sleutel aan de onderkant die met de klok mee met de hand wordt gedraaid. Wanneer men de sleutel loslaat, begint de muziek automatisch te spelen. De kracht wordt via tandwielen overgebracht op een cilinder met pinnen die de tanden laten trillen, wat het geluid produceert.
Wanneer dit mechanisme in een doos is geïnstalleerd, speelt het alleen als de doos open is en er genoeg spanning is om de cilinder te draaien. Bij het sluiten van de doos wordt een klein mechanisme geactiveerd dat de cilinder blokkeert en de muziek automatisch stopt.
Net als bij het draaimechanisme is het belangrijk dat het mechanisme op een stevige ondergrond is gemonteerd om een goed volume te bereiken. De trillingen van de tanden worden dan beter overgedragen, wat het geluid versterkt. In de lucht is het geluid bijna niet hoorbaar.
De snelheid van het nummer hangt af van hoeveel het mechanisme is opgewonden: hoe meer spanning, hoe sneller het speelt, en het vertraagt naarmate de spanning afneemt. Over het algemeen klinken alle melodieën in het juiste tempo, ondanks kleine variaties.
Bij het draaimechanisme kan men de snelheid handmatig regelen, bij het opwindmechanisme niet, omdat het volledig autonoom werkt.
Het opwindmechanisme is complexer dan het draaimechanisme en bevat meer onderdelen: een sleutel die met de hand wordt gedraaid, zet een as met een veer in beweging. Terwijl men draait, wordt de veer gespannen; zodra men stopt, ontspant de veer en draait de as in de tegenovergestelde richting. De energie wordt via tandwielen overgedragen aan een cilinder die de tanden laat trillen, waardoor het geluid ontstaat. Er zijn ook componenten die de rotatie van de cilinder afremmen zodat deze op de juiste snelheid draait.
Dit mechanisme kan liedjes van ongeveer 16-20 seconden afspelen. De kam bestaat uit 18 tonen, waardoor de meeste liedjes op dit mechanisme kunnen worden uitgevoerd. De trommel en de kam zijn identiek aan die van het draai-mechanisme; het enige verschil is dat het opwindmechanisme halfautomatisch is.
Je kunt alle melodieën bekijken die op dit type mechanisme kunnen worden uitgevoerd via deze link.
Dit mechanisme kan liedjes van ongeveer 30-35 seconden afspelen. De kam bestaat uit 30 tonen, waardoor bijna alle liedjes op dit mechanisme gespeeld kunnen worden. De trommel en de kam zijn veel groter dan bij het 18-tonige model, evenals de algemene kwaliteit van het geluid en de afwerking.
Bekijk alle melodieën die op dit mechanisme kunnen worden afgespeeld via deze link.