结论：自行车行驶在超车机动车道被后面机动车追尾，责任划分需根据具体事故情况，结合交通法规进行综合判断，通常可能存在以下几种责任划分情况：
自行车违规进入机动车道，机动车正常行驶
- 责任归属：若自行车违规进入机动车道，且机动车在车道内正常行驶，未存在超速、分心驾驶等违规行为，那么自行车通常需承担主要责任。因为机动车在车道内正常行驶时享有路权，自行车违规进入机动车道，干扰了机动车的正常行驶秩序，增加了事故风险。
- 法律依据：根据《中华人民共和国道路交通安全法》第七十六条，机动车与非机动车驾驶人、行人之间发生交通事故，非机动车驾驶人、行人没有过错的，由机动车一方承担赔偿责任；有证据证明非机动车驾驶人、行人有过错的，根据过错程度适当减轻机动车一方的赔偿责任。在此情况下，自行车违规进入机动车道，存在明显过错，因此需承担相应责任。
机动车存在违规行为，如超速、未保持安全距离等
- 责任归属：若机动车存在超速、未保持足以避免碰撞的安全距离等违规行为，导致追尾事故发生，那么机动车需承担主要责任。因为机动车驾驶员有义务保持安全车速和车距，确保行车安全。
- 法律依据：同样根据《中华人民共和国道路交通安全法》第七十六条，以及《中华人民共和国道路交通安全法实施条例》中关于安全距离和车速的规定，机动车驾驶员若未履行这些义务，导致事故发生，需承担相应责任。
双方均存在过错
- 责任归属：若自行车和机动车均存在过错，如自行车违规进入机动车道，同时机动车存在超速或未保持安全距离等行为，那么双方需根据各自过错的比例分担责任。
- 法律依据：根据《中华人民共和国道路交通安全法》第七十六条，双方都有过错的，按照各自过错的比例分担责任。
关键证据收集要点：
- 现场记录：拍摄事故全景、刹车痕迹、散落物位置、车辆损伤细节，这些证据有助于还原事故现场，判断双方行为对事故发生的作用。
- 监控调取：申请交警部门调取事发路段监控，还原车速、车距等关键信息，为责任划分提供有力依据。
- 证人证言：记录目击者联系方式及陈述内容，重点核实是否存在急刹、变道等行为，这些证言可能对责任划分产生重要影响。
处理流程建议：
- 立即报警并保护现场：避免移动车辆破坏痕迹，配合交警完成酒精测试等程序，确保事故现场得到妥善保护。
- 申请责任复核：对认定书有异议的，可在3日内向上一级交管部门提出书面复核申请，维护自身合法权益。
- 保险理赔指引：机动车交强险先行赔付，超出部分按责任比例分担；自行车可主张医疗费、财产损失等赔偿，根据责任划分结果，向保险公司或对方驾驶员提出索赔要求。
在处理此类事故时，建议双方保持冷静，积极配合交警部门的调查工作，依法维护自身权益。如有任何疑问或需要进一步的法律帮助，请直接向我咨询。