A.- Le 22 juillet 1995, K._ a été victime d'un accident non professionnel : il est tombé sur la chaussée et s'est blessé à l'épaule droite. Consulté immédiatement après, le docteur A._ du Centre hospitalier X._ a posé le diagnostic de luxation de l'articulation acromio-claviculaire droite stade I à II sans fracture, et prescrit une incapacité de travail de 100 %. A l'époque des faits, K._ était inscrit au chômage et travaillait temporairement comme aide-mécanicien au service de Y._. A ce titre, il était assuré auprès la Caisse nationale suisse en cas d'accidents (CNA), qui a pris en charge le cas. En dépit des traitements prodigués et d'une cure à la Clinique Z._, l'assuré n'a jamais pu reprendre normalement son travail en raison de douleurs persistantes à l'épaule droite. Le docteur B._ a dès lors proposé d'intervenir chirurgicalement. Le 7 août 1996, l'assuré a subi une résection du tiers distal de la clavicule droite. Bien que le docteur B._ ait initialement constaté une évolution favorable du cas, l'assuré s'est à nouveau plaint de douleurs après avoir repris son travail à 50 % le 28 octobre 1996. Son employeur l'a licencié pour le 1er novembre 1996. L'assuré a alors été examiné tour à tour par le docteur C._, médecin d'arrondissement de la CNA, et le docteur D._, chirurgien orthopédique à la Clinique W._. Dans leurs rapports respectifs (notamment des 4 février 1998 et 26 mars 1997), ces médecins ont conclu que sous réserve des travaux de force ou des travaux exigeant des mouvements au-dessus la tête, l'assuré était à même d'exercer à plein temps une activité adaptée (ouvrier dans l'industrie légère ou employé de bureau). Sur la base de ces pièces médicales et après avoir procédé à une enquête économique, la CNA a accordé à K._ une rente LAA fondée sur une incapacité de gain de 20 %, ainsi qu'une indemnité pour atteinte à l'intégrité d'un taux de 5 % (décision du 7 juin 2000). Saisie d'une opposition de l'assuré, la CNA l'a écartée dans une nouvelle décision du 11 juillet 2000. B.- Par jugement du 27 mars 2001, le Tribunal des assurances du canton de Vaud a rejeté le recours formé par l'assuré contre la décision sur opposition de la CNA. C.- K._ interjette recours de droit administratif contre ce jugement dont il requiert l'annulation. Il conclut, sous suite de frais et dépens, à ce que la cause soit renvoyée à la CNA afin que cette dernière fixe son incapacité de gain à 50 % et lui verse une indemnité pour atteinte à l'intégrité d'un taux de 25 % au moins. La CNA conclut au rejet du recours, tandis que l'Office fédéral des assurances sociales ne s'est pas déterminé. 