Der John Deere 3640 kam als Nachzügler erst 1984 in der 40er Serie dazu. Er war jedoch neuer Spitzenreiter der Serie, der Typ 3140 wurde auf den zweiten Platz verdrängt. Der Sechszylinder Motor mit 5,9 Litern Hubraum erreichte hier eine Leistung von 112 PS bei 2400 U/min.
Der 3640 wurde nur mit Allradantrieb angeboten, die Vorderachse mit hydrostatischem Antrieb wurde wiederbelebt. Eine Version mit Hinterradantrieb stand nicht zur Verfügung. Das Getriebe war in zwei unterschiedlichen Varianten lieferbar, das Synchrongetriebe mit 8V/4R oder ein "Power Synchron" Getriebe 16V/8R mit Lastschaltstufe.
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